efek ekstrak daun insulin (smallanthus sonchifolius...
TRANSCRIPT
EFEK EKSTRAK DAUN INSULIN (Smallanthus
sonchifolius) TERHADAP APOPTOSIS JANTUNG
TIKUS DIABETES YANG DIUKUR DENGAN
METODE TUNEL (TAKARA®) : STUDI AWAL
Laporan penelitian ini ditulis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
SARJANA KEDOKTERAN
Oleh
Faraz Raihan
NIM: 1113103000066
PROGRAM STUDI KEDOKTERAN DAN PROFESI DOKTER
FAKULTAS KEDOKTERAN DAN ILMU KESEHATAN
UNIVERSITAS ISLAM NEGERI
SYARIF HIDAYATULLAH
JAKARTA
2016 M / 1437 H
ii
LEMBAR PERSETUJUAN PEMBIMBING
iii
iv
v
KATA PENGANTAR
Assalamu‟alaikum warahmatullahi wabarakatuh.
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT karena atas segala
rahmat, berkat, dan karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan penelitian ini.
Shalawat serta salam semoga senantiasa tercurahkan kepada Nabi Muhammad
SAW, beserta keluarga, sahabat dan umatnya.
Alhamdulillahi rabbil „alamin selama penelitian ini penulis menyadari
bahwa banyak sekali mendapatkan bimbingan, bantuan dan dukungan dari
berbagai pihak. Oleh karena itu penulis ingin mengucapkan terimakasih kepada :
1. Prof. Dr. H. Arif Sumantri, M.Kes selaku dekan FKIK UIN Syarif
Hidayatullah Jakarta.
2. dr. Achmad Zaki, M.Epid, Sp.OT selaku Ketua Program Studi Kedokteran
dan Profesi Dokter FKIK UIN Syarif Hidayatullah Jakarta berserta seluruh
staf dosen pengajar di prodi ini yang telah memberikan banyak ilmu
kepada penulis selama menjalani pendidikan di Progam Studi Pendidikan
Dokter FKIK UIN Syarif Hidayatullah Jakarta.
3. dr. Flori Ratna Sari, Ph.D dan dr. Hari Hendarto, Sp.PD, Ph.D, FINASIM
selaku pembimbing I dan pembimbing II yang selalu memberikan
bimbingan dan arahan kepada penulis selama penelitian ini berlangsung.
4. Kedua orang tua, Taufik Ahmad dan Sugra Begum yang selalu
memberikan bimbingan hidup dan kasih sayang yang tak ternilai harganya
sepanjang hidup penulis. Kepada Fauzia Amatul Qudus dan Firliqa
Salsabila sebagai kakak dan adik yang juga memberi dorongan dan
motivasi kepada penulis. Juga kepada seluruh keluarga besar penulis yang
selalu memberikan semangat dan dorongan agar penulis dapat
menyelesaikan studinya.
5. dr. Flori Ratna Sari, Ph.D selaku penanggungjawab (PJ) modul riset PSPD
2013, drg. Laifa Annisa Hendarmin, Ph.D selaku PJ laboratorium Riset,
Ibu Nurlaely Mida R, M.Biomed, Ph.D selaku PJ laboratotium Animal
vi
house, Ibu Endah Wulandari, M.Biomed selaku PJ laboratorium Biokimia,
Ibu Rr. Ayu Fitri Hapsari, M. Biomed selaku PJ Laboratorium Histologi
dan Ibu Zeti Haryati, M.Biomed selaku PJ laboratorium Biologi yang
telah memberikan izin atas penggunaan laboratorium pada penelitian ini.
6. Teman- teman satu kelompok penelitian, Haidarotul Milla, Ahmad Fahmi
Zamzami, Fahmi Fahrur Rozi, Hazrina Julia, dan Salsabila Firdausi.
7. Seluruh official CIMSA UIN 2015/2016, Faisal Ravif, Syabila Fanya
Maharani, Hana Fitri Hendarti, Musta‟inah Mulia Muhammad, M. Imam
Alkautsar, Aris Rivaldi Wicaksono, Kirana Widanarni, Putri Anggereini,
Lutfiana Ulfah, Rohman Sungkono, Danivan Fajari Ramandityo, Siti
Fauziah, Clarissa Maharani Putri, S.A. Nabila Ferina, dan Annisa
Mardhiyah yang telah mendukung penulis selama penelitian ini.
8. Fatimah Rahmat, sebagai teman yang memberikan arahan dan masukan
selama proses penulisan ini.
9. Seluruh mahasiswa PSPD 2013.
10. Mbak Ayi selaku laboran Biokimia, Mbak Din selaku laboran Histologi,
Mbak Suryani selaku laboran Biologi, dan Mbak Lilis selaku laboran Riset
yang telah membantu kami dalam penggunaan laboratorium.
11. Dan semua pihak yang telah membantu dalam terlaksananya penelitian ini.
Penulis menyadari dalam laporan penelitian ini masih jauh dari kata sempurna.
Oleh karena itu, kritik dan saran yang membangun sangat diharapkan. Demikian
laporan penelitian ini penulis susun, semoga dapat memberikan banyak manfaat
bagi penulis dan para pembaca.
Ciputat, 30 Agustus 2016
Penulis
vii
ABSTRAK
Faraz Raihan. Program Studi Kedokteran dan Profesi Dokter. Efek Ekstrak
Daun Insulin (Smallanthus Sonchifolius) terhadap Apoptosis Jantung Tikus
Diabetes yang Diukur dengan Metode TUNEL (TAKARA®) : Studi Awal.
2016.
Diabetes merupakan salah satu penyakit metabolik yang sering dijumpai di
masyarakat. Sebagai penyakit kronik, diabetes dapat menyebabkan berbagai
komplikasi, salah satunya pada sistem kardiovaskular berupa kardiomiopati
diabetik. Daun insulin (Smallanthus sonchifolius) merupakan salah satu herbal
yang dipakai untuk pengobatan diabetes. Daun ini mengandung senyawa fenol
sebagai antioksidan alami yang memiliki aktivitas untuk melawan ion superoksida
yang diketahui sebagai salah satu penyebab apoptosis sel. Penelitian ini dilakukan
untuk mengetahui efek pemberian ekstrak daun insulin 100 mg/kgBB selama 28
hari terhadap indeks apoptosis sel pada organ jantung tikus jantan diabetes
mellitus. Dalam penelitian ini terdapat perbedaan persentase apoptosis sel jantung
pada kelompok yang diberi ekstrak daun insulin dibandingkan dengan kelompok
kontrol yang bermakna (p= 0,03). Kesimpulan dari penelitian ini adalah daun
insulin mempunyai efek sebagai antioksidan sehingga dapat memperbaiki indeks
apoptosis sel pada organ jantung tikus jantan diabetes mellitus.
Kata kunci : Daun insulin, Kardiomiopati Diabetik, Diabetes, Apoptosis Sel
Jantung
ABSTRACT
Faraz Raihan. Medical Profession and Medical Education Study Program.
Effect of Insulin Leaves Extract (Smallanthus sonchifolius) on Cardiac Cell
Apoptotic of Diabetic Rats Using TUNEL (TAKARA®
) Method: Preliminary
Study. 2016.
Diabetes is one of metabolic disease that is often encountered in the community.
As a chronic disease, diabetes can lead to various complications, such as diabetic
cardiomyopathy on cardiovascular system. Insulin leaves (Smallanthus
sonchifolius) are one of the herbs used for the treatment of diabetes. Insulin leaves
contain phenolic compounds as natural antioxidants that have activity against
superoxide ion that is known as one of the causes cell apoptotic. This study was
conduct to determine the effects of oral administration of insulin leaves extract in
a dose of 100 mg/kg body weight for 28 days on cardiac cell apoptotic index in
male diabetic rats. The result showed that insulin leaves extract has reduced
cardiac cell apoptotic index significantly compared with the control group
(p=0,03). It is concluded that insulin leaves extract has antioxidants effect that
may improve cell apoptotic index in male diabetic rats.
Key words: Insulin Leaves, Diabetic Cardiomyopathy, Diabetes, Cardiac Cell
Apoptotic
viii
DAFTAR ISI
LEMBAR PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ................................................ ii
LEMBAR PERSETUJUAN PEMBIMBING ........................................................ iii
LEMBAR PENGESAHAN ................................................................................... iv
KATA PENGANTAR ............................................................................................. v
ABSTRAK ............................................................................................................ vii
DAFTAR ISI ........................................................................................................ viii
DAFTAR TABEL.................................................................................................. x
DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ xii
DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................................ xiii
DAFTAR GRAFIK .............................................................................................. xiv
DAFTAR SINGKATAN ....................................................................................... xv
1. BAB I ............................................................................................................... 1
1.1 Latar Belakang ........................................................................................... 1
1.2 Rumusan Masalah ...................................................................................... 4
1.3 Tujuan Penelitian ....................................................................................... 4
1.3.1 Umum ............................................................................................... 4
1.3.2 Khusus .............................................................................................. 4
1.4 Manfaat Penelitian ..................................................................................... 4
1.4.1 Bagi Peneliti ..................................................................................... 4
1.4.2 Bagi Institusi ..................................................................................... 5
1.4.3 Bagi Masyarakat ............................................................................... 5
2. BAB II .............................................................................................................. 6
2.1 Landasan Teori Diabetes Mellitus ............................................................. 6
2.1.1 Definisi dan Klasifikasi .................................................................... 6
2.1.2 Fisiologi Pankreas dan Insulin.........................................................7
2.1.3 Patofisiologi DM ............................................................................ 10
2.1.4 Komplikasi DM............................................................................. 11
2.1.5 Kardiomiopati Diabetik dan Apoptosis Sel Jantung...................... 13
2.1.6 Tata Laksana DM.......................................................................... 17
2.1.7 Kriteria Diagnosis DM.................................................................. 21
ix
2.2 Daun Insulin (Smallanthus sonchifolius) ............................................... 22
2.3 Sreptozotosin (STZ)............................................................................... 24
2.4 Kerangka Konsep................................................................................... 26
2.5 Definisi Operasional.............................................................................. 27
3. BAB III.......................................................................................................... 28
3.1 Desain Penelitian ..................................................................................... 28
3.2 Waktu dan Tempat Penelitian .................................................................. 28
3.2.1 Waktu Penelitian ............................................................................ 28
3.2.2 Tempat Penelitian ........................................................................... 28
3.3 Populasi dan Sampel Penelitian ............................................................... 28
3.3.1 Kriteria Sampel ............................................................................... 30
3.3.1.1 Kriteria Inklusi.......................................................................... 30
3.3.1.2 Kriteria Eksklusi....................................................................... 30
3.4 Cara Kerja Penelitian ............................................................................... 31
3.4.1 Alat dan Bahan Penelitian .............................................................. 31
3.4.2 Adaptasi sampel.............................................................................. 31
3.4.3 Induksi STZ .................................................................................... 31
3.4.4 Pemberian Ekstrak Daun Insulin .................................................... 32
3.4.5 Tahap Pemrosesan Jaringan ........................................................... 32
3.4.6 Foto Jaringan .................................................................................. 34
3.5 Pengolahan Data ...................................................................................... 35
3.6 Alur Penelitian ......................................................................................... 36
4 BAB IV .......................................................................................................... 37
4.1 Indeks Apoptosis ...................................................................................... 37
4.2 Keterbatasan Penelitian ............................................................................ 42
5 BAB V ............................................................................................................ 43
5.1 Kesimpulan .............................................................................................. 43
5.2 Saran ........................................................................................................ 43
6 BAB VI .......................................................................................................... 44
Daftar Pustaka ........................................................................................................ 45
Lampiran ................................................................................................................ 49
x
DAFTAR TABEL
Tabel 4.1 Hasil analisis Uji Oneway Annova ........................................................ 39
Tabel 4.2 Hasil analisis Uji Post-hoc LSD ............................................................ 40
xi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Anatomi fisiologi pulau Langerhans .................................................... 8
Gambar 2.2 Proses sekresi insulin. .......................................................................... 9
Gambar 2.3 Cara kerja insulin sehingga memungkinkan ambilan glukosa ke dalam
sel adiposa dan sel otot ........................................................................ 10
Gambar 2.4 Proses metabolisme asam lemak hingga menjadi badan keton .......... 13
Gambar 2.5 Mekanisme stress oksidatif menginduksi apoptosis sel ..................... 16
Gambar 2.6 Bahan makanan sumber nutrisi .......................................................... 18
Gambar 2.7 Tabel terapi farmakologis diabetes mellitus..................................... 20
Gambar 2.8 Bagan langkah-langkah diagnostik DM dan gangguan toleransi
glukosa............................................................................................... 21
Gambar 2.9 Gambar daun yacon........................................................................... 22
Gambar 2.10. Struktur Streptozotosin................................................................... 24
Gambar 4.1 Gambaran histologi jantung tikus normal, diabetes, dan terapi ekstrak
daun insulin ........................................................................................ 41
Gambar 7.1 Hasil determinasi bahan uji .............................................................. 49
Gambar 7.2 Surat keterangan tikus sehat.............................................................. 50
Gambar 7.3 Adaptasi tikus……………................................................................ 51
Gambar 7.4 Pembiusan menggunakan ether......................................................... 51
Gambar 7.5 Pengukuran glukosa darah sewaktu.................................................. 51
Gambar 7.6 Streptozotosin…………….. ............................................................. 51
Gambar 7.7 Natrum Sitrat 3,13%............ ............................................................. 52
Gambar 7.8 Penimbangan streptozotosin ............................................................ 52
Gambar 7.9 Pengukuran pH Buffer Sitrat............................................................ 52
Gambar 7.10 Pencampuran Buffer Sitrat dengan Streptozotosin......................... 52
Gambar 7.11 Pemberian Ekstrak dengan Sonde................................................... 53
Gambar 7.12 Sukrosa………………………….................................................... 53
Gambar 7.13 Penimbangan Berat Badan Tikus.................................................... 53
Gambar 7.14 Sacrifice…………………………................................................... 53
Gambar 7.15 Pengambilan Darah dari Vena Cava Inferior.................................. 54
Gambar 7.16 Tip mikropipet……………. ........................................................... 54
xii
Gambar 7.17 Alat Autoclave ……………............................................................ 54
Gambar 7.18 Tempat Preparat…………….......................................................... 54
Gambar 7.19 Pembuatan PBS 1X......................................................................... 55
Gambar 7.20 Proses Pengeringan Preparat........................................................... 55
Gambar 7.21 Proses Penetesan kit TUNEL TAKARA........................................ 55
Gambar 7.22 Pemasangan Cover Glass pada Preparat......................................... 55
xiii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 Hasil Determinasi/Identifikasi Bahan Uji.......................................... 49
Lampiran 2 Hasil Surat Keterangan Tikus Sehat.................................................. 50
Lampiran 3 Gambar Proses Penelitian…………….............................................. 51
Lampiran 4 Perhitungan Dosis……...................................................................... 56
Lampiran 5 Riwayat Penulis...……...................................................................... 58
xiv
DAFTAR GRAFIK
Grafik 4.1 Rata-rata persentase jumlah apoptosis sel jantung pada semua
kelompok penelitian..........................……........................................... 37
xv
DAFTAR SINGKATAN
AGEs : Advanced Glycation End Products
ATP : Adenosin Trifosfat
DM : Diabetes Mellitus
DNA : Deoxyribonucleic Acid
DW : Deionized Water
FKUI : Fakultas Kedokteran Universitas Indonesia
GDPT : Glukosa Darah Puasa Terganggu
GDS : Glukosa Darah Sewaktu
GDP : Glukosa Darah Puasa
GLP-1 : Glucagon Like Peptide-1
GLUT : Glucose Transporter
IDDM : Insulin-Dependent Diabetes Melitus
IDF : International Diabetes Federation
IPB : Institut Pertanian Bogor
kgBB : Kilogram Berat Badan
mg/dL : Miligran Per Desiliter
mg/kgBB : Milligram Per Kilogram Berat Badan
mL : Mililiter
N : Kelompok Normal
NIDDM : Noninsulin-Dependent Diabetes Melitus
n : Jumlah Sampel
PBS : Phosphate Buffered Saline
PERKENI : Perkumpulan Endokrinologi Indonesia
PKC : Protein Kinase C
PSKPD : Program Studi Kedokteran dan Profesi Dokter
Riskesdas : Riset Kesehatan Dasar
RNA : Ribonucleic Acid
RNS : Reactive Nitrogen Species
ROS : Reactive Oxygen Species
SD : Standar Deviasi
xvi
STZ : Streptozotosin
TUNEL : TdT-mediated dUTP Nick End.Labelling
WHO : World Health Organization
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Semenjak era globalisasi melingkupi seluruh lapisan masyarakat tanpa
terkecuali, begitu banyak perubahan nyata yang dapat kita lihat, salah satunya
adalah bidang kesehatan. Pada awal millenium kedua, menurut data dari World
Health Organization (WHO), 10 penyakit yang menyebabkan angka morbiditas
dan mortalitas tertinggi pada negara-negara berkembang dengan income rendah
didominasi oleh penyakit-penyakit infeksi seperti infeksi saluran pernapasan
bawah, diare, tuberkulosis, infeksi pada neonatal, dan malaria.[1]
Kini, era
globalisasi menghadirkan majunya ilmu pengetahuan dan teknologi-teknologi
canggih yang dapat mengantisipasi dan menanggulangi mayoritas penyakit
infeksi, sehingga angka prevalensinya berangsur-angsur semakin menurun.
Namun, tidak hanya efek positif yang dapat ditimbulkan oleh globalisasi yang
sedang berlangsung ini. Perubahan pola perilaku setiap individu telah
menyebabkan timbulnya permasalahan baru. Hal ini dibuktikan oleh data 10
penyakit penyebab morbiditas dan mortalitas tertinggi di Indonesia saat ini
dominasinya sudah diambil alih oleh penyakit-penyakit degeneratif, salah satunya
adalah diabetes mellitus (DM).[2]
Diabetes merupakan salah satu masalah metabolik yang paling sering
dijumpai di masyarakat. Berdasarkan data dari International Diabetes Federation
(IDF) tahun 2013, saat ini diperkirakan ada sekitar 382 juta orang yang terkena
diabetes di seluruh dunia, namun 46% dari jumlah tersebut ternyata masih tidak
terdiagnosis. Angka prevalensi tersebut akan semakin meningkat dari tahun ke
tahun dan diperkirakan pada tahun 2035 mendatang, jumlah penderita diabetes
akan mencapai 592 juta orang.[3]
China menempati urutan teratas sebagai negara penyumbang angka
penderita diabetes di seluruh dunia. Prevalensi diabetes di China mencapai 98,4
juta jiwa. India dan Amerika Serikat berturut-turut berada di peringkat kedua dan
ketiga. Sementara Indonesia ada di peringkat ke-7 di bawah dari Meksiko dengan
2
angka penderita diabetes di Indonesia mencapai 8,5 juta jiwa. Mayoritas penderita
diabetes adalah orang dengan rentang usia 40-59 tahun, dan 80% merupakan
orang yang tinggal dengan pendapatan negara rendah-sedang.[3]
Diabetes menempati urutan ketiga sebagai penyakit penyebab kematian
tertinggi di Indonesia dibawah dari penyakit stroke dan penyakit jantung iskemik
dengan persentase 7%.[2]
Berdasarkan data yang disajikan oleh riset kesehatan
dasar (Riskesdas), pada tahun 2013 total ada sekitar 12 juta orang Indonesia yang
diperkirakan mengalami diabetes, angka ini sudah termasuk 3,7 juta orang
penderita diabetes yang tidak terdiagnosis.[4]
Diabetes juga menimbulkan kerugian secara global yang sangat bermakna.
Jika dilihat dari sisi finansial, IDF memperkirakan sebanyak USD 548 juta
dihabiskan oleh masyarakat di seluruh dunia dalam rangka memperbaiki kualitas
hidup penderita DM. Tidak hanya dari sisi finansial, sejauh ini juga sudah banyak
angka mortalitas yang ditimbulkan oleh DM. Setidaknya di tahun 2013, setiap 6
detik akan ada orang yang meninggal karena DM atau jika ditotal seluruhnya
mencapai 5,1 juta jiwa.[3]
Sebagai salah satu jenis penyakit kronis, diabetes dapat menyebabkan
berbagai macam komplikasi, salah satunya adalah komplikasi terhadap sistem
kardiovaskuler. Keadaan hiperglikemia pada penderita diabetes menyebabkan
berbagai kerusakan terutama pada endotel pembuluh darah.[5]
Kardiomiopati diabetik merupakan salah satu komplikasi pada sistem
kardiovaskuler yang dapat muncul akibat diabetes. Mekanisme utama dalam
proses terjadinya kardiomiopati diabetik diantaranya adalah gangguan
metabolisme, fibrosis pada miokard, penyakit pembuluh darah mikro, neuropati
jantung, dan resistensi insulin.[6]
Apabila penyakit diabetes ini tidak dapat dikelola dengan baik, maka dapat
mengarah kepada komplikasi yang serius bahkan berujung dengan kematian,
karena orang-orang dengan diabetes memiliki risiko yang lebih tinggi untuk
berkembangnya masalah-masalah kesehatan serius lainnya.[4]
Karena tingginya angka morbiditas dan mortalitas dari DM, beberapa
penduduk yang memiliki penyakit DM khususnya di Indonesia berupaya untuk
mencoba pengobatan-pengobatan alternatif, salah satunya melalui konsumsi
3
herbal yang dipercaya dapat mengatasi DM tanpa efek samping. Daun insulin
(Smallanthus sonchifolius) merupakan salah satu tanaman yang dipercaya dapat
mengontrol kadar gula darah pada penderita diabetes.[7]
Berdasarkan penelitian Aybar et al (2001) didapatkan bahwa setelah 30 hari
menggunakan ekstrak daun insulin akan terjadi kenaikan kadar insulin plasma,
berat badan, dan penurunan kadar glukosa darah pada tikus diabetes yang
dibandingkan dengan tikus normal.[7]
Sementara menurut penelitian yang dilakukan oleh Raga et al (2010)
pemberian ekstrak daun insulin secara oral dengan dosis tunggal 100mg/kgBB
mempunyai efek untuk menurunkan kadar glukosa darah pada tikus sehingga
sangat potensial untuk dijadikan agen hipoglikemik pada kasus diabetes.[8]
Ekstrak daun insulin memiliki kandungan antioksidan yang baik berupa
senyawa golongan fenolik dan polifenolik.[8]
Antioksidan merupakan suatu
molekul penting yang berperan untuk mencegah atau memperlambat proses
oksidasi yang merupakan reaksi kimia untuk dapat menghasilkan radikal bebas.
Radikal bebas adalah spesies yang tidak stabil karena memiliki elektron yang
tidak berpasangan dan akan selalu mencari pasangan elektronnya dalam
makromolekul biologi. Protein, lipid, dan DNA dari sel manusia yang sehat
merupakan sumber pasangan elektron yang baik untuk berpasangan dengan
radikal bebas.[9]
Keadaan yang tidak seimbang antara radikal bebas dan ketersediaan
antioksidan disebut juga dengan stres oksidatif. Oleh karena itu, keadaan stres
oksidatif dapat menyebabkan kerusakan DNA dan protein, peroksidasi lipid,
kanker, aterosklerosis, dan penuaan dini.[9]
Berdasarkan latar belakang yang telah dipaparkan, pada penelitian kali ini
peneliti ingin untuk mengetahui pengaruh ekstrak daun insulin (Smallanthus
sonchifolius) dengan dosis 100mg/kgBB yang diberikan selama 28 hari terhadap
indeks apoptosis sel khususnya pada organ jantung tikus jantan diabetes mellitus.
4
1.2. Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang diatas, rumusan masalah pada penelitian ini
adalah:
Bagaimana efek ekstrak daun insulin (Smallanthus sonchifolius) terhadap
apoptosis sel pada organ jantung tikus diabetes mellitus dengan
menggunakan kit TUNEL TAKARA?
1.3. Tujuan Penelitian
1.3.1. Umum
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui efek ekstrak daun insulin
Smallanthus sonchifolius terhadap indeks apoptosis sel pada organ jantung
tikus jantan diabetes mellitus dibandingkan dengan tikus diabetes tanpa
terapi dan tikus normal.
1.3.2. Khusus
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui efek ekstrak daun insulin
Smallanthus sonchifolius dengan dosis 100mg/kgBB yang diberikan secara
oral selama 28 hari terhadap indeks apoptosis sel pada organ jantung tikus
jantan diabetes mellitus diukur dengan kit TUNEL TAKARA dibandingkan
dengan tikus diabetes tanpa terapi dan tikus normal.
1.4. Manfaat Penelitian
1.4.1. Bagi Peneliti
a. Mendapatkan tambahan pengalaman penelitian terutama dengan
menggunakan desain eksperimental.
b. Menambah pengetahuan mengenai salah satu tanaman di Indonesia
yang memiliki kegunaan dalam pengobatan suatu penyakit.
c. Sebagai salah satu syarat untuk mendapatkan gelar Sarjana
Kedokteran dari Fakultas Kedokteran dan Ilmu Kesehatan Universitas
Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta.
5
1.4.2. Bagi Institusi
Dapat menambah referensi penelitian di Fakultas Kedokteran dan
Ilmu Kesehatan Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah.
1.4.3. Bagi Masyarakat
Memberikan informasi kepada masyarakat tentang kegunaan dari
daun insulin sebagai salah satu terapi alternatif dalam mengontrol kadar gula
darah dan komplikasinya terutama terhadap organ jantung pada penderita
diabetes mellitus.
6
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Landasan Teori Diabetes Mellitus (DM)
2.1.1. Definisi dan Klasifikasi
Diabetes Mellitus (DM) adalah penyakit kronis dengan gangguan pada
sistem metabolik endokrin yang ditandai dengan keadaan hiperglikemia yang
terjadi karena kelainan sekresi insulin, kerja insulin, atau keduanya. Menurut
Silbernagl (2007), DM dapat terjadi dikarenakan oleh kekurangan insulin
secara absolut maupun relatif yang mengakibatkan konsentrasi gula darah
dalam plasma meningkat.[5]
Keadaan hiperglikemia yang terjadi secara terus
menerus dapat menyebabkan komplikasi berupa makroangiopati dan
mikroangiopati yang mengakibatkan angka morbiditas pada pasien DM
cukup tinggi.[4]
Berdasarkan Konsensus PERKENI tahun 2015, DM diklasifikasikan
ke dalam 4 grup,[10]
yaitu:
A. DM tipe 1 disebabkan oleh adanya destruksi sel β pankreas yang
mengarah kepada defisiensi insulin secara absolut sehingga harus
diberikan terapi berupa insulin. Biasanya disebabkan oleh penyakit-
penyakit autoimun atau idiopatik.
B. DM tipe 2 disebabkan oleh karena gangguan pada sekresi insulin disertai
resistensi insulin sehingga terjadi defisiensi insulin relatif sampai
dominan.
C. DM tipe lain, dimana etiologi dari masing-masing jenis DM pada tipe ini
berbeda, ada yang disebabkan oleh defek genetik fungsi sel β, defek
genetik kerja insulin, penyakit eksokrin pankreas, dan lainnya.
D. DM tipe gestasional atau DM pada saat kehamilan yang biasanya
terdeteksi pada kehamilan trimester kedua atau ketiga tanpa sebab yang
jelas.
7
2.1.2. Fisiologi Pankreas dan Insulin
Pankreas merupakan kelenjar eksokrin dan endokrin yang terletak
sejajar dan di belakang dari lambung. Pankreas menghasilkan produk
kombinasi berupa enzim-enzim pencernaan dan natrium bikarbonat
membentuk getah pankreas sebagai respons terhadap keberadaan kimus di
bagian proksimal dari usus halus. Enzim-enzim ini bertanggung jawab untuk
dapat mencerna komponen makronutrien seperti karbohidrat, lemak, dan
protein.[11]
Selain memiliki fungsi pencernaan, pankreas juga memiliki fungsi
untuk menyekresikan dua hormon penting, yakni insulin dan glukagon yang
berperan untuk mengatur metabolisme glukosa, lipid, dan protein. Secara
histologik, pankreas terdiri atas dua jaringan utama, yakni: (1) asini, yang
menyekresikan getah pankreas ke dalam duodenum melalui papila Viteri
yang dikelilingi oleh sfingter Oddi, dan (2) pulau-pulau Langerhans, yang
akan menyekresikan langsung insulin dan glukagon ke dalam darah.[11]
Di dalam pankreas terdapat sekitar 1 sampai 2 juta pulau Langerhans
dimana setiap pulau Langerhans memiliki diameter 0,3 milimeter dan
tersusun mengelilingi pembuluh kapiler yang akan menjadi tempat
pengeluaran hormon-hormon insulin dan glukagon ke dalam darah. Pulau
Langerhans memiliki 3 jenis sel utama yakni sel alfa (α), sel beta (β), dan sel
delta (δ). Sel β merupakan sel terbanyak dalam susunan pulau Langerhans
yakni mencapai 60%, sel ini berfungsi untuk menghasilkan insulin dan
amilin. Sel α mencakup sekitar 25% dari total seluruh sel di pulau Langerhans
yang berfungsi untuk menghasilkan hormon glukagon. Sementara sel δ
mencakup sekitar 10%, sel δ bertanggung jawab untuk menyekresikan
somatostatin. Terdapat pula jenis sel lain, yakni sel PP yang akan
menghasilkan polipeptida pankreas.[11]
8
Gambar 2.1. Anatomi Fisiologi Pulau Langerhans
Sumber : Guyton & Hall (2008)
Insulin merupakan suatu hormon peptida bersifat hidrofilik yang
memiliki karakteristik untuk dapat larut dalam air dan memiliki solubilitas
rendah terhadap lipid.[12]
Insulin disintesis oleh sel-sel β pankreas yang
diawali oleh translasi RNA insulin oleh ribosom untuk membentuk
praprohormon insulin. Selanjutnya praprohormon ini akan dipecah di
retikulum endoplasma untuk membentuk proinsulin. Di badan golgi,
proinsulin ini akan berubah menjadi bentuk aktif yakni insulin.[11]
Insulin berperan untuk meningkatkan ambilan dan penyimpanan
glukosa dengan beberapa cara: (1) insulin menghambat fosforilase yang
merupakan enzim utama terjadinya proses pemecahan glikogen di hati
menjadi glukosa, sehingga dapat mencegah pemecahan glikogen yang telah
terbentuk di sel hati, (2) insulin meningkatkan ambilan glukosa dengan cara
meningkatkan aktivitas enzim glukokinase yang menyebabkan terjadinya
proses fosforilasi awal terhadap glukosa yang telah berdifusi ke dalam sel-sel
hati, sehingga setelah difosforilasi, glukosa tidak dapat berdifusi kembali ke
ekstrasel, dan (3) insulin juga dapat meningkatkan aktivitas enzim glikogen
sintetase yang bertugas untuk polimerisasi unit-unit monosakarida untuk
sintesis glikogen.[11]
Untuk dapat mengangkut glukosa ke dalam sel dibutuhkan Glucose
Transporter (GLUT) yang merupakan molekul spesifik untuk dapat
9
mengangkut gula dengan 6 rantai karbon (hexoses) seperti glukosa, galaktosa,
dan fruktosa. Menurut para peneliti, sampai saat ini telah berhasil
diidentifikasi 12 macam GLUT, 5 diantaranya yaitu; GLUT1 yang banyak
ditemukan di sebagian besar sel tubuh, GLUT2 ditemukan pada hepar, ginjal,
dan epitel dari usus halus, GLUT3 banyak terdapat pada sel-sel neuron,
sementara GLUT4 mayoritas ditemukan di otot rangka dan diatur kerjanya
oleh insulin, serta GLUT5 merupakan transporter khusus untuk mengangkut
fruktosa.[13]
Gambar 2.2. Proses Sekresi Insulin
Sumber : Fauci (2008)
Mekanisme sekresi insulin terjadi ketika glukosa yang ada di plasma
memasuki sel β pankreas. Dalam gambar 2.2. glukosa akan masuk ke dalam
sel β dengan bantuan GLUT2. Glukosa tersebut akan diubah oleh enzim
glukokinase menjadi glukosa 6 fosfat yang akan mengalami metabolisme
oksidatif menjadi asam piruvat untuk menghasilkan ATP di dalam sel β
pankreas. ATP tersebut akan menginhibisi reseptor kanal K+ sehingga
menyebabkan penumpukan K+ intrasel yang memicu terjadinya depolarisasi
membran. Depolarisasi membran akan menyebabkan terbukanya kanal Ca2+
10
sehingga terjadi influks Ca2+
ke dalam sel yang akan mendorong pelepasan
granul-granul insulin ke luar menuju serum.[11,14]
Ketika tubuh dalam keadaan fed state, maka insulin sudah mulai
disekresikan dan bersirkulasi di dalam darah. Insulin bekerja dengan cara
memengaruhi sel yang mengandung reseptor GLUT4, yaitu pada otot skelet,
otot jantung, dan jaringan adiposa. Insulin akan berikatan dan mengaktivasi
reseptor insulin sehingga akan secara spontan mengaktivasi fosfatidil inositol
3 kinase yang mengakibatkan terjadinya translokasi GLUT4 ke membran sel.
Akhirnya, GLUT4 akan memediasi masuknya glukosa ke dalam sel dengan
cara difusi terfasilitasi.[13,15]
Gambar 2.3. Cara Kerja Insulin Sehingga Memungkinkan Ambilan
Glukosa ke Dalam Sel Adiposa dan Sel Otot
Sumber : Silverthorn (2010)
2.1.3. Patofisiologi DM
Penyakit DM tipe 1 merupakan penyakit autoimun yang ditentukan
secara genetik dengan gejala-gejala yang pada akhirnya menuju proses
bertahap perusakan imunologik sel-sel yang memproduksi insulin. Pada
11
individu tersebut memproduksi autoantibodi terhadap sel-sel β yang
mengakibatkan berkurangnya sekresi insulin.[16]
Pada pasien-pasien dengan DM tipe 2 ditandai dengan kelainan
sekresi insulin yang tidak adekuat dan gangguan kerja insulin. Pada tahap
awal terdapat resistensi sel-sel target terhadap kerja dari insulin. Insulin yang
seharusnya berperan untuk meningkatkan ambilan dan penyimpanan glukosa
ke dalam intrasel tidak dapat bekerja dengan adekuat karena kelainan dalam
pengikatan insulin dengan reseptornya. Hal ini dapat disebabkan karena
ketidaknormalan reseptor insulin intrinsik atau karena berkurangnya jumlah
reseptor yang responsif terhadap kerja insulin. Keadaan ini menyebabkan sel
β pankreas akan mengkompensasi dengan terus menerus memproduksi
insulin untuk dapat mempertahankan kadar gula darah normal, hingga
terjadilah exhausted. Pada akhirnya, timbul kegagalan sel β untuk dapat
mempertahankan jumlah insulin yang adekuat dan menimbulkan
hiperglikemia.[16]
2.1.4. Komplikasi DM
Bila tidak ditangani dengan tepat, DM dapat menyebabkan komplikasi
makroangiopati dan mikroangiopati. Makroangiopati adalah gangguan pada
pembuluh darah besar seperti pada penyakit jantung koroner, penyakit
serebrovaskuler, dan penyakit arteri perifer. Sementara mikroangiopati
merupakan kelainan pada pembuluh darah kecil yakni nefropati, retinopati,
dan neuropati diabetikum.[14]
Keadaan hiperglikemia pada DM dapat
menyebabkan beberapa hal berikut:
1) Aktivasi jalur poliol sehingga terjadi akumulasi senyawa poliol dalam
jaringan termasuk di lensa mata dan saraf optik. Poliol yang sifatnya tidak
bisa menembus membran basalis akan tertimbun di dalam sel. Hal ini akan
meningkatkan tekanan osmotik intrasel sehingga terjadi gangguan pada
struktur dan fungsi saraf optik dan lensa mata.[17]
12
2) Glukosa akan bereaksi dengan protein dan DNA menyebabkan inhibisi
pada aktivitas enzim dan kebutuhan DNA sehingga membentuk radikal
bebas yang dapat menyebabkan perubahan fungsi sel.[17]
3) Peningkatan sintesis Di Asil Gliserol (DAG) yang akan menyebabkan
peningkatan aktivitas Protein Kinase C (PKC) sehingga meningkatkan
permeabilitas vaskuler, kontraktilitas, sintesis membran basalis, dan
proliferasi sel vaskuler. PKC juga menyebabkan hiperplasia dan
penurunan apoptosis hepatosit sehingga bisa terjadi hepatomegali.[17]
4) Peningkatan growth factor, angiotensin II, endothelin, Advanced Glycation
End Products (AGEs), gangguan hemodinanik di mikrosirkulasi ginjal
yaitu hipertrofi glomerulus, peningkatan tekanan kapiler glomerulus, dan
perubahan struktural di glomerulus (peningkatan matriks ekstrasel,
penebalan membran basal, ekspansi mesangial, fibrosis). Hiperperfusi dan
hipertrofi renal ini terjadi pada tahun pertama setelah onset terjadinya
DM.[18]
5) Viskositas darah yang meningkat dapat menyebabkan peningkatan tekanan
darah (hipertensi) sehingga jika terjadi terus menerus akan berefek pada
hipertrofi otot jantung.[18]
Pada penderita DM, jumlah asam lemak akan meningkat tinggi karena
jumlah insulin untuk dapat menginhibisi proses lipolisis tidak adekuat.
Dikarenakan proses sintesis lemak pada hepar tidak bergantung pada
ketersediaan insulin (insulin-independent), maka jumlah asam lemak yang
meningkat akan diubah dan tersimpan menjadi triasilgliserol yang akan
menginduksi terjadinya perlemakan hepar.[19]
Kadar asam lemak yang meningkat ini juga akan diubah menjadi asetil
ko-A melalui proses β-oksidasi. Selanjutnya asetil ko-A mengalami proses
ketogenesis yang akan menjadi badan keton. Badan keton ini terdiri atas
substansi berupa asam asetoasetat, aseton, dan 3-hidroksibutirat. Akumulasi
badan keton yang meningkat di dalam darah akan menyebabkan komplikasi
DM berupa metabolik asidosis.[20]
13
Gambar 2.4. Proses Metabolisme Asam Lemak Hingga Menjadi
Badan Keton
Sumber : Murray (2003)
2.1.5. Kardiomiopati Diabetik dan Apoptosis Sel Jantung
Kardiomiopati diabetik merupakan salah satu komplikasi lanjut yang
ditimbulkan dari keadaan hiperglikemia yang berkelanjutan pada penderita
DM. Menurut studi yang telah dilakukan dalam 3 dekade terakhir berdasarkan
epidemiologi, autopsi, dan studi pada hewan didapatkan angka kardiomiopati
diabetik yang signifikan akibat DM.[21]
Kardiomiopati diabetik adalah gangguan pada otot jantung penderita
DM yang dapat mengakibatkan gagalnya jantung untuk memompa darah ke
seluruh tubuh atau dikenal juga dengan gagal jantung. Hanya dapat dikatakan
kardiomiopati diabetik apabila tidak disertai dengan penyakit arteri koroner
14
yang dapat menjadi penyebab bias timbulnya kardiomiopati diabetik pada
penderita DM.[6]
Keadaan hiperglikemia merupakan penyebab paling utama dalam
proses patogenesis kardiomiopati diabetik. Konsekuensi yang ditimbulkan
dari cedera selular yang diinduksi oleh hipergilkemia adalah terbentuknya
AGEs hasil dari proses glikasi non enzimatik dan oksidasi dari protein dan
lemak. Penelitian akhir-akhir ini menunjukkan adanya peningkatan AGEs
yang ditemukan pada jaringan jantung pasien diabetes.[21]
Selain AGEs, terjadi pula aktivasi protein kinase C/diasilgliserol
(PKC/DAG) sebagai hasil efek samping akibat penggunaan hiperglikemia
pada sistem kardiovaskuler. Aktivasi PKC berkontribusi dalam menyebabkan
fibrosis jantung dengan cara menstimulasi ekspresi Connective Tissue Growth
Factor (CTGF) yang ditunjukkan melalui PKC-β2 pada tikus diabetes.
Ekspresi yang berlebihan pada isoform PKC-β2 berakibat pada hipertrofi
ventrikel kiri, fibrosis dan penurunan ejeksi ventrikel kiri. Inhibisi pada PKC
dapat meminimalkan disfungsi diastolik, hipertrofi miosit dan deposisi
kolagen, serta memelihara kontraktilitas otot jantung. Oleh karena itu, inhibisi
pada PKC dapat menjadi strategi pilihan untuk mencegah terjadinya disfungsi
jantung akibat diabetes.[21]
Selain faktor-faktor diatas, terdapat juga mekanisme lain melalui
pembatasan penggunaan glukosa. Pembatasan penggunaan glukosa pada
organ jantung dengan keadaan diabetes terutama disebabkan karena
sedikitnya GLUT yang dapat melewati membran sarkolema menuju
miokardium sebagai akibat adanya deplesi selular terutama pada GLUT1 dan
GLUT4.[6]
Mekanisme kedua yang dapat membatasi penggunaan glukosa adalah
efek hambat dari oksidasi asam lemak pada kompleks dehidrogenase piruvat
akibat dari peningkatan sirkulasi asam lemak bebas karena kemampuan
lipolisis jaringan lemak yang meningkat.[6]
15
Pada kasus DM tipe II didapatkan hubungan dekat antara indeks
glikemik dengan serum level dari Insulin-like Growth Factor (IGF-1) dengan
kontrol yang terburuk dikaitkan dengan rendahnya tingkat IGF-1.
Berdasarkan studi, IGF-1 dapat berperan untuk menekan laju apoptosis dari
miokard dan meningkatkan fungsi miokard.[6]
Apoptosis merupakan proses aktif yang dikendalikan secara genetik
untuk menghilangkan sel-sel yang tidak diinginkan atau rusak. Sedangkan
nekrosis biasanya mengacu pada akibat kerusakan biokimia. Pada apoptosis,
hasil akhir sel yang mengalami apoptosis tidak akan menyebabkan
pembentukan kolagen yang dapat berakumulasi membentuk luka parut (scar),
sementara pada nekrosis terjadi sebaliknya. Baik apoptosis maupun nekrosis
keduanya dapat ditemukan pada keadaan kardiomiopati diabetik.[6]
Meskipun beberapa mekanisme patogenesis yang potensial
menyebabkan kardiomiopati diabetik telah dijelaskan cukup rinci, namun
semuanya sangat erat kaitannya dengan stres oksidatif. Stres oksidatif terjadi
ketika produksi Reactive Oxygen Species (ROS) dan/atau Reactive Nitrogen
Species (RNS) melebihi kemampuan degradasi yang dilakukan oleh
antioksidan sebagai mekanisme pertahanannya. Keadaan hiperglikemia baik
yang terjadi pada DM tipe 1 maupun DM tipe 2 sangat erat hubungannya
dengan peningkatan produksi ROS dan/atau RNS oleh mitokondria.[21]
Proses fibrosis pada miokard diawali dengan akumulasi kolagen pada
miokard yang terkena diabetes akibat dari gangguan degradasi kolagen yang
dihasilkan dari glikosilasi dari residusi lisin pada kolagen. Hiperglikemia juga
menyebabkan produksi ROS dan/atau RNS yang meningkatkan stres oksidatif
sehingga menyebabkan ekspresi gen yang abnormal, mengubah sinyal
transduksi dan mengaktifkan jalur yang mengarah kepada kematian
terprogram sel miokard atau apoptosis.[6]
Diabetes juga berhubungan dengan aktivasi sistem renin-angiotensin
dimana terjadi produksi yang berlebihan dari angiotensin II. Angiotensin II
berperan dalam terjadinya beberapa perubahan pada kondisi DM diantaranya,
16
proses fibrosis hasil dari stimulasi sintesis komponen matriks ekstraselula,
apoptosis/proliferasi, inflamasi vaskuler, dan kerusakan oksidatif. Kerusakan
oksidatif ini khususnya terjadi pada deoxyribonucleic acid (DNA) yang
berhubungan dengan aktivasi enzim poly-ADP ribose polimerase (PARP).[21]
Kematian sel secara apoptosis memainkan peran yang sangat penting
dalam proses patogenesis kardiomiopati diabetik. Studi terkini menyelidiki
bahwa angiotensin II dapat menginduksi apoptosis sel jantung dengan
dimediasi oleh gen p53 sebagai jalur sinyal apoptosis yang terkait dengan
stres oksidatif. Apoptosis pada miokard ini akan mengakibatkan perubahan
bentuk (remodelling) pada miokard hingga berujung pada kardiomiopati
diabetik.[21]
Gambar 2.5. Mekanisme Stress Oksidatif Menginduksi Apoptosis Sel
Sumber : Liu (2014)
17
2.1.6. Tata Laksana DM
Tujuan penatalaksanaan secara umum adalah meningkatkan kualitas
hidup penyandang diabetes, yang meliputi:
Tujuan jangka pendek: menghilangkan keluhan DM,
memperbaiki kualitas hidup, dan mengurangi risiko
komplikasi akut.
Tujuan jangka panjang: mencegah dan menghambat
progresivitas penyulit mikroangiopati dan makroangiopati.
Tujuan akhir pengelolaan adalah turunnya morbiditas dan
mortalitas DM. [10]
Terdapat 4 pilar dalam penatalaksanaan diabetes mellitus menurut
PERKENI 2011[22]
:
1. Edukasi
Edukasi bertujuan untuk memberikan penjelasan kepada pasien
tentang pentingnya pola hidup sehat. Tentu saja dibutuhkan bantuan dari
segala pihak yaitu pasien, keluarga, kerabat dan tenaga medis itu sendiri.
Tidak lupa juga menjelaskan kepada pasien diabetes mellitus tentang berbagai
program penatalaksanaan yang akan dialami agar bisa dilaksanakan oleh
pasien. Materi dalam edukasi terdiri dari tingkat awal dan tingkat lanjut.
2. Terapi nutrisi medis
Dalam pelaksanaan terapi nutrisi medis dibutuhkan keterlibatan dari
seluruh pihak agar tujuan dari terapi ini bisa dicapai. Prinsip dari terapi
nutrisi medis ini sendiri yaitu makanan yang seimbang dan sesuai dengan
kebutuhan kalori dan zat gizi masing-masing individu. Komposisi dari
makanan yang dianjurkan terdiri dari:
a. Karbohidrat sebesar 45-65% dari kebutuhan kalori. Dikonsumsi
sebanyak 3-7 porsi/penukar sehari.
18
b. Lemak dianjurkan 20-25% dari kebutuhan kalori. Sebaiknya dibatasi
konsumsi gula, lemak/minyak, garam.
c. Protein sebanyak 10-20%,dari kebutuhan kalori. Dikonsumsi lauk
hewani 3 porsi/ penukar, lauk nabati 2-3 porsi/penukar.
d. Sumber vitamin dan mineral dengan mengkonsumsi sayuran 2-3
porsi/penukar. Buah 2-3 porsi/ penukar.
Gambar 2.6. Bahan Makanan Sumber Nutrisi
Sumber : PERKENI (2011)
3. Latihan jasmani
Tujuan dari latihan fisik ini untuk meningkatkan sensitivitas insulin
dan untuk menjaga kebugaran tubuh. Latihan jasmani juga bisa membuat
tubuh memasukkan glukosa kedalam sel tanpa bantuan insulin serta
bermanfaat dalam menurunkan berat badan.
Kegiatan ini dilakukan secara teratur 3-4 kali seminggu selama 30
menit. Yang dianjurkan adalah kegiatan jasmani yang bersifat aerobik seperti
19
jalan kaki, sepeda santai, jogging dan berenang. Hindari juga kebiasaan
kurang gerak dan bermalas-malasan.
4. Intervensi farmakologi
Terdiri dari obat oral dan bentuk suntikan. Obat oral terdiri dari
pemicu sekresi insulin (sulfonilurea dan glinid), peningkat sensitivitas insulin
(metformin dan tiazolidinedion), penghambat glukoneogenesis (metformin),
penghambat absorpsi glukosa (penghambat glukosidase alfa) dan DPP-IV
inhibitor.
Obat injeksi terdiri dari insulin, agonist GLP-1/increrin mimetic.
Berdasarkan lama kerjanya insulin dapat dibagi menjadi empat jenis, yaitu
insulin kerja cepat (rapid acting insulin), insulin kerja pendek (short acting
insulin), insulin kerja menengah (intermediate acting insulin), insulin kerja
panjang (long acting insulin) dan insulin campuran tetap kerja pendek dan
menengah (premixed insulin). Insulin mempunyai efek samping seperti
hipoglikemia yang menjadi efek samping utamanya dan ada juga yang berupa
reaksi imunologi yang menyebabkan terjadinya alergi insulin atau resistensi
insulin.[22]
Agonis GLP-1 merupakan pendekatan baru untuk pengobatan DM.
Agonis GLP-1 dapat bekerja pada sel β sehingga terjadi peningkatan
pelepasan insulin, mempunyai efek menurunkan berat badan, menghambat
pelepasan glukagon, dan menghambat nafsu makan. Efek penurunan berat
badan agonis GLP-1 juga digunakan untuk indikasi menurunkan berat badan
pada pasien DM dengan obesitas. Pada binatang, obat ini terbukti
memperbaiki cadangan sel β pankreas. Efek samping yang dapat timbula
akibat penggunaan obat ini antara lain berupa rasa sebah dan muntah.[10]
20
Gambar 2.7. Tabel Terapi Farmakologis Diabetes Mellitus
Sumber : PERKENI (2011)
21
2.1.7. Kriteria Diagnosis DM
Diagnosis diabetes mellitus ditegakkan berdasarkan pemeriksaan gula
darah. Diagnosis DM dapat ditegakkan dengan tiga cara[22]
:
1. Jika keluhan klasik ditemukan, yaitu poliuria, polidipsia, polifagia, dan
penurunan berat badan yang tidak dapat dijelaskan sebabnya. Ditambah
pemeriksaan gula darah sewaktu >200 mg/dL maka dapat ditegakkan
sebagai DM.
2. Pemeriksaan glukosa plasma puasa > 126 mg/dL dengan adanya keluhan
klasik.
3. Kadar gula plasma 2 jam pada tes toleransi glukosa oral (TTGO).
Gambar 2.8. Bagan Langkah-Langkah Diagnostik DM dan Gangguan
Toleransi Glukosa
Sumber : PERKENI (2011)
22
2.1.2. Daun Insulin (Smallanthus Sonchifolius)
Gambar 2.9. Gambar Daun Yacon
Sumber : Delgado (2013)
Klasifikasi taksonomi daun insulin adalah sebagai berikut:
Kingdom : Plantae
(unranked) : Angiosperms
(unranked) : Eudicots
(unranked) : Asterids
Ordo : Asterales
Famili : Asteraceae
Genus : Smallanthus
Spesies : S. Sonchifolius[24]
Daun insulin atau dikenal juga dengan nama Yacon merupakan
tanaman yang bisa ditemukan di daerah Andes, dimana penyebaran areanya
dari Venezuela ke Argentina bagian utara-barat. Yacon ditanam pada
ketinggian 900-3.500 meter diatas permukaan air laut di Bolivia dan Ekuador,
dan diantara 600-800 meter diatas permukaan laut di Argentina. Pada dekade
abad 20 yacon menyebar ke beberapa Negara diluar Andes, seperti Selandia
23
Baru, Eropa, Amerika Serikat, Jepang karena akar dan daunnya memiliki
khasiat medis.[23]
Yacon yang tidak berhabitat asli di pegunungan Andes dimasukkan ke
dalam spesies Smallanthus sonchifolius dari family Asteraceae. Setiap akar
yacon mempunyai berat 200-500 gram. Setiap tumbuhan mempunyai 5-20
cabang akar, sehingga rata-rata berat setiap tanaman adalah 5 kg.[23]
Yacon mengandung β-oligosakarida polimerisasi-rendah, inulin,
sebagian kecil vitamin dan mineral, dan tidak mengandung pati. Mineral yang
banyak terkandung dalam yacon adalah kalsium dan potassium. Pada akar
dan daunnya terdapat substansi bioaktif seperti senyawa fenol, derivate ester,
metil ester, dan glikosida. Asam fenol yang ada dalam yacon diduga menjadi
sumber aktivitas bioaktif dari yacon itu sendiri, termasuk sifat
antihiperglikemik dan efek sitoprotektifnya.[23]
Senyawa polifenol dan flavonoid yang ada dalam tumbuhan yacon
dapat memodulasi peroksidasi lipid dalam proses atherogenesis, thrombosis,
karsinogenesis melalui aktivitas antioksidan melawan ion superoksida.[23]
Senyawa polifenol bisa mengubah metabolisme glukosa dan aktivitas
anti-hiperglikemia sehingga dapat bertindak sebagai agen anti-diabetik.
Pengaruh pada metabolisme glukosa ini dimediasi oleh efek seperti insulin
(insulin-like effect) atau melalui status peningkatan kadar antioksidan. Dalam
hal ini, ekstrak fenolik daun yacon mampu mengurangi produksi glukosa
dalam hepatosit tikus dengan cara meningkatkan ekspresi glukokinase
mRNA.[23]
Sebagai antioksidan alami, senyawa polifenol memiliki peran penting
bagi kesehatan manusia, terutama dalam melindungi membran sel terhadap
kerusakan dari ROS dan/atau RNS yang dihasilkan. Selain itu, senyawa
polifenol juga memainkan peran dalam penyakit kardiovaskuler dan kanker.
Ekstrak etanol daun yacon terbukti mampu untuk mengerahkan aktivitas
antioksidan dan efek sitoprotektif terhadap stres oksidatif dalam hepatosit
tikus. Uji coba pada manusia juga telah dilakukan, dan didapatkan bahwa
24
aktivitas antioksidan dari senyawa fenolik terdapat pada ekstrak daun yacon
dan bertindak sebagai pencegahan penyakit kronis seperti aterosklerosis yang
melibatkan radikal bebas dalam perkembangannya.[23]
2.1.3. Streptozotocin (STZ)
Streptozotosin (2-deoxy-2-[3-methyl-3-nitrosourea] 1-D-
glucopyranose) merupakan obat induksi diabetes permanen. Streptozotosin
disintesis dari mikroba tanah Streptomyces achromogenes yang bisa terbentuk
dalam 2 bentuk yaitu α dan β. Streptozotosin mempunyai berat molekul 265
g/mol dengan rumus molekul C8H15N3O7. [25]
Gambar 2.10. Struktur Streptozotosin
Sumber : Goud (2015)
Streptozotosin bisa larut dalam air, keton, alokohol, dan sedikit pada
pelarut polar. Stabilitas maksimum larutan STZ yaitu pada pH 4. Larutan
streptozotosin dalam buffer sitrat (pH 4.5) harus dengan segera diberikan
dalam 15-20 menit setelah pencampuran. Streptozotosin bersifat sitotoksik
pada sel β pankreas dan bisa dilihat efeknya dalam 72 jam setelah pemberian
tergantung dosis yang diberikan.[25]
25
Streptozotosin diberikan melalui dua rute yaitu melalui intraperitoneal
dan intravena. Streptozotosin lebih sensitif terhadap tikus jantan daripada
tikus betina. Hal ini mungkin dipengaruhi kemampuan estradiol pada tikus
betina untuk melindungi sel β pankreas dari apoptosis yang diinduksi stress
oksidatif.[25]
Streptozotosin lebih bagus untuk dipakai daripada alloxan.
Streptozotosin lebih baik dalam mencapai status hiperglikemia dan
perkembangan komplikasi diabetes dengan insiden yang rendah terhadap
ketosis dan mortalitas. Penggunaan STZ untuk menginduksi diabetes pada
tikus mempunyai persentase yang lebih tinggi dibandingkan dengan
penggunaan alloxan yaitu dengan perbandingan 95%:70%.[25]
Streptozotosin mempunyai empat fungsi biologis yang penting yaitu
sebagai antibiotik, sitotoksik sel β, onkolitik, dan onkogenik. Biasanya
digunakan dalam pengobatan tumor pankreas. Saat ini streptozotosin
digunakan dalam penelitian obat untuk anti diabetes karena spesifitasnya
dalam merusak sel β pankreas. GLUT2 akan membawa STZ ke dalam sel
akan menyebabkan alkilasi DNA dan nekrosis sel β yang bersifat irreversibel.
STZ bisa digunakan dalam menginduksi DM tipe 1 maupun DM tipe 2.[25]
26
2.2. Kerangka Konsep
Streptozotocin (STZ)
Ekstrak daun insulin
(Smallanthus sonchifolius)
Kerusakan DNA
(DNA alkylation)
Apoptosis sel pada otot
jantung
Kandungan senyawa
fenol dan flavonoid
Masuk ke sel β
pankreas melalui
GLUT2
Tikus
Nekrosis sel β
pankreas
↑ Produksi ROS pada
organ jantung
Diabetes Mellitus
(DM)
Hiperglikemia
Aktivitas melawan
superoksida untuk
mencegah
pembentukan ROS
Aktivasi jalur
poliol Produksi AGEs
Aktivasi jalur
Protein Kinase C
(PKC)
Sekresi insulin tidak
adekuat
Bertindak sebagai
antioksidan
Kardiomiopati diabetik
27
2.3. Definisi Operasional
No Variabel Definisi Operasional Alat Ukur Cara
Pengukuran
Skala
Pengukuran
1. Indeks
Apoptosis Sel
Hasil pewarnaan
preparat dengan kit
TUNEL TAKARA
berupa inti sel
berwarna gelap
dengan pendaran
berwarna coklat
Mikroskop
Olympus BX-
41
Identifikasi
dengan
perbesaran
20x
Numerik
28
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1. Desain Penelitian
Desain yang digunakan pada penelitian ini adalah desain penelitian
eksperimental.
3.2. Waktu dan Tempat Penelitian
3.2.1. Waktu Penelitian
Penelitian dilakukan pada bulan Februari 2016 sampai April 2016.
3.2.2. Tempat Penelitian
Penelitian ini dilakukan di laboratorium Animal House, laboratorium
MPR, laboratorium Histologi, laboratorium Riset, laboratorium Biokimia,
laboratorium Biologi Fakultas Kedokteran dan Ilmu Kesehatan Universitas
Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta, Jl. Kertamukti No.05, Pisangan,
Ciputat 15419, Tangerang Selatan, Banten.
3.3. Populasi dan Sampel Penelitian
Perlakuan pada semua kelompok tikus telah dilakukan pada penelitian
sebelumnya yang dilakukan oleh Azmi dkk mahasiswa PSPD UIN Syarif
Hidayatullah Jakarta pada tahun 2015 yang dilakukan selama 28 hari.
Hewan percobaan yang digunakan adalah tikus jantan strain Sprague dawley
berumur 16 minggu, dengan berat badan rentang 192 - 337 gram yang diperoleh
dari Departemen Patologi Institut Pertanian Bogor (IPB) dengan organ jantung
tikus jantan tersebut sebagai objek penelitian ini.
29
Dalam penelitian ini organ jantung yang digunakan sebagai sampel terbagi
dalam 3 kelompok hewan percobaan, yaitu:
1. Kelompok Normal (N) sebagai kontrol negatif adalah tikus yang tidak
diinduksi STZ.
2. Kelompok Diabetes tanpa perlakuan (D) sebagai kontrol positif adalah
tikus yang diinduksi STZ.
3. Kelompok Diabetes dengan terapi ekstrak daun insulin (D+Ss 100)
adalah tikus yang diinduksi STZ lalu diberi terapi ekstrak daun insulin
(Smallanthus sonchifolius) dengan dosis 100 mg/kgBB selama 28
hari.
Untuk menentukan jumlah sampel pada setiap kelompok penelitian,
digunakan rumus Mead sebagai berikut[26]
:
Dengan :
E = Derajat kebebasan komponen kesalahan (10 – 20 )
N = Jumlah sampel dalam penelitian (dikurangi 1)
B = Blocking component mengambarkan pengaruh lingkungan yang
diperbolehkan dalam penelitian (dikurangi 1)
T = Jumlah kelompok perlakuan ( dikurangi 1)
RUMUS MEAD : E = N-B-T
30
E = N-B-T E = N-B-T
≥10 =(N-1)-0-(3-1) ≤20 =(N-1)-0-(3-1)
≥10= N-1-2 ≤20= N-1-2
≥10=N-3 ≤20=N-3
N ≥ 13 N ≤23
Berdasarkan perhitungan MEAD, N = 13 – 23 kemudian dibagi menjadi 3
kelompok dengan jumlah yang sama. Sehingga jumlah sampelnya adalah 5-7
sampel setiap kelompok. Karena keterbatasan penelitian dan bentuk penelitian
berupa studi awal, maka untuk kelompok N dan D+Ss 100mg/kgBB diambil 2
sampel serta kelompok D diambil 3 sampel untuk dijadikan preparat mikroskopik.
Alasan pemilihan MEAD sebagai rumus jumlah sampel adalah:
1. Rumus MEAD lebih sering digunakan untuk perhitungan jumlah sampel
yang menggunakan hewan percobaan.
2. Rumus MEAD menghasilkan jumlah sampel minimal dibandingkan
rumus lainnya.
3.3.1 Kriteria Sampel
3.3.1.1 Kriteria Inklusi
1. Kelompok kontrol negatif : tikus jantan strain Sprague
dawley dengan glukosa darah sewaktu < 250 mg/dL.
2. Kelompok kontrol positif dan kontrol terapi : tikus jantan
strain Sprague dawley yang telah diinduksi STZ dengan
glukosa darah sewaktu > 250 mg/dL.
3.3.1.2 Kriteria Eksklusi
1. Tikus mati sebelum mendapat perlakuan.
31
2. Tikus yang diinduksi STZ namun glukosa darah sewaktu
< 250 mg/dL pada 3 kali pengukuran dalam waktu 3 hari.
3.4 Cara Kerja Penelitian
3.4.1 Alat dan Bahan Penelitian
a. Tahap nekropsi: kapas, alat bedah minor, papan potong, dan
ether.
b. Tahap pewarnaan : xylene, ethanol 100%, ethanol 95%, ethanol
90%, ethanol 70%, distillated water, asam sitrat, peroxidase
block, PBS, protein block, Antibodi primer, Post primary block,
Novolink polymer, DAB working solution, ionized water,
hematoxylin, cover glass, stirer, oven, inkubator, microwave,
kulkas, micropipette, termometer, beaker glass, dan tisu.
c. Tahap foto: kotak preparat, kamera preparat, komputer lab, DVD
foto, dan mikroskop Olympus BX-41.
3.4.2 Adaptasi sampel
Sampel diadaptasikan di Animal House selama 14 hari. Tujuan dari
proses ini adalah untuk mengkondisikan semua tikus dalam kondisi
yang sama sebelum diberikan perlakuan.
3.4.3 Induksi STZ
Hari ke 15 tikus dipuasakan selama 16 jam kemudian diinduksi
streptozotosin 55 mg/kgBB secara intraperitoneal.[27]
Setelah induksi
streptozotosin, tikus diberi makan yang cukup dan dalam waktu 24
jam dilakukan sonde sukrosa 10% untuk mencegah hipoglikemia.
Hari ke 15 sampai 19 menunggu reaksi dari streptozotosin. Hari ke 19
dilakukan cek glukosa darah sewaktu. Tikus dengan kadar glukosa
sewaktu >250 mg/dl dinyatakan sebagai tikus diabetes.
32
3.4.4 Pemberian Ekstrak Daun Insulin
Tikus yang mengalami diabetes kemudian diberikan ekstrak daun
insulin 100 mg/kgBB secara oral dengan menggunakan alat sonde satu
kali sehari selama 28 hari (hari ke 19 sampai 46).
3.4.5 Tahap Pemrosesan Jaringan
Setelah tikus dinekropsi, organ jantung tikus kami berikan kepada
bagian patologi anatomi FKUI untuk diawetkan dalam parafin. Selain
itu kami juga meminta kepada bagian patologi anatomi FKUI untuk
membuat praparat dari organ jantung yang kami berikan. Setelah
didapatkan preparat tersebut kami mulai proses pewarnaan dengan
menggunakan kit TUNEL TAKARA.
Berikut ini merupakan langkah-langkah pewarnaan jaringan
menggunakan kit TUNEL TAKARA[28]
:
1. Deparafinisasi
Setelah preparat disiapkan, kemudian preparat dicelupkan
secara berurutan kedalam toples yang berisi cairan xylene I,
xylene II, xylene III masing-masing selama 5 menit. Setiap
pencelupan, toples diletakkan diatas Rotamax dengan pengan
pengaturan kecepatan ± 125 rpm. Setiap sebelum diputar dengan
Rotamax preparat angkat celup sebanyak 3 kali terlebih dahulu.
Kemudian preparat dicelupkan secara berurutan kedalam toples
yang berisi cairan 100 % ethanol, 90% ethanol, 70% ethanol
masing-masing selama 5 menit. Setiap pencelupan, toples
diletakkan diatas Rotamax dengan pengaturan kecepatan ± 125
rpm. Setiap sebelum diputar dengan Rotamax preparat diangkat
celup sebanyak 3 kali terlebih dahulu. Selanjutnya, preparat
dicelupkan ke dalam toples berisi DW dan diletakkan diatas
Rotamax selama 2 menit. Setelah itu DW dibuang dari toples.
33
2. Proses Enzimatik
Mengeringkan preparat dan diletakkan secara berjajar diatas
alas. Kemudian meneteskan Proteinase K sebanyak 10-20 µg / ml
pada suhu ruangan dan tunggu selama 15 menit. Setelah itu,
preparat dicelupkan ke dalam toples berisi cairan PBS yang
kemudian diputar diatas Rotamax sebanyak 2 kali dengan PBS
yang berbeda masing-masing selama 10 menit.
3. Proses inaktivasi endogen peroksidase
Meneteskan H2O2 3% pada preparat sampai seluruh
permukaan potongan organ tertutup. Kemudian ditunggu selama 5
menit. Setelah itu preparat dicelupkan ke dalam toples berisi
cairan PBS yang kemudian diputar selama 10 menit, kemudian
cairan PBS nya dibuang dan diganti dengan cairan PBS yang
baru. Setelah itu preparat diputar diatas Rotamax selama 5 menit.
4. Proses labeling
Meneteskan Labeling reaction mixture 50µl (berisi 5µl TdT
enzyme dicampurkan dengan 45 µl Labeling safe buffer) pada
masing-masing preparat dan kemudian ditutup dengan cover
glass. Preparat dimasukan kedalam wadah humidified chamber
dan dioven dengan suhu 37oC selama 70 menit. Kemudian
preparat dikeluarkan dari oven dan dibuka cover glassnya. Setelah
itu, preparat dicelupkan ke dalam toples berisi cairan PBS yang
kemudian diputar diatas Rotamax sebanyak 2 kali dengan PBS
yang berbeda masing-masing selama 5 menit.
5. Proses reaksi antibodi
Meneteskan anti-FITC HRP conjugate sebanyak 70 µl pada
masing-masing preparat dan kemudian ditutup dengan cover
glass. Preparat dimasukan ke dalam oven dengan suhu 37o selama
30 menit. Kemudian preparat dikeluarkan dari oven dan dibuka
cover glassnya. Setelah itu, preparat dicelupkan ke dalam toples
berisi cairan PBS yang kemudian diputar diatas Rotamax
34
sebanyak 2 kali dengan PBS yang berbeda masing-masing selama
5 menit.
6. Pewarnaan akhir
Memasukan preparat dalam toples berisi DAB dan diletakkan
diatas Rotamax selama 12 menit. Kemudian preparat dicelupkan
ke dalam toples berisi Deionized water yang kemudian diputar
diatas Rotamax sebanyak 2 kali dengan Deionized water yang
berbeda masing-masing selama 5 menit.
7. Proses Counterstaining
Meneteskan methyl green 3% pada masing-masing preparat
pada preparat sampai seluruh permukaan potongan organ tertutup.
Kemudian ditunggu sampai 7 menit. Kemudian preparat
dicelupkan ke dalam toples berisi Deionized water yang
kemudian diputar diatas Rotamax selama 5 menit.
8. Proses dehidrasi preparat
Kemudian preparat diangkat-celupkan sebanyak 3 kali secara
berurutan kedalam toples yang berisi cairan 70 % ethanol, 90%
ethanol, 100% ethanol yang berbeda. Kemudian celupkan satu per
satu preparat ke dalam xylene dan langsung dikeringkan.
9. Fiksasi preparat
Setelah preparat kering, kemudian teteskan Entelan diatas
potongan organ preparat sebanyak 1 tetes dan ditutup dengan
cover glass sampai tidak terdapat gelembung udara. Preparat
didiamkan minimal 12 jam.
3.4.6 Foto Jaringan
Preparat diamati dan difoto dengan menggunakan mikroskop
Olympus BX41 dan software Olympus DP2-BSW dengan perbesaran
20x. Persentase apoptosis dihitung dengan menghitung jumlah total
apoptosis dalam semua lapang pandang dalam satuan persen.[29]
35
3.5 Pengolahan Data
Setelah data terkumpul dilakukan pengolahan data secara komputerisasi
yaitu menggunakan SPSS versi 16. Karena penelitian ini termasuk analitik
kategorik numerik dan lebih dari 2 kelompok maka uji yang dilakukan
adalah uji Oneway Annova. Terlebih dahulu dilakukan uji normalitas data
dan homogenitas. Jika hasil uji terdisribusi normal dan homogen maka
dilakukan uji Oneway Annova dengan taraf kepercayaan 95 % dan
dilanjutkan dengan uji post hoc untuk mengetahui hubungan antar 2
kelompok. Jika salah satu syarat uji Oneway Annova tidak terpenuhi maka
dilakukan transformasi data. Saat uji tersebut tidak berhasil maka dilakukan
uji Kruskal-Wallis.
36
3.6 Alur Penelitian
Tikus tiba di animal house
Adaptasi tikus
Makan dan minum ad libitum
Kelompok N (normal)
GDS<250mg/dL
Tikus diinduksi
streptozotosin
dengan dosis 55mg/kgBB
Kelompok D
GDS>250mg/dL
Tanpa terapi
Kelompok D+ Ss 100 mg
GDS>250mg/dL
Pemberian ekstrak daun
insulin 100mg/kgBB
Sacrifice
Pemotongan organ jantung
dari tikus
Pembuatan preparat
Pewarnaan dengan kit
TUNEL TAKARA
Identifikasi mikroskop
Deparafinisasi
Proses enzimatik
Proses inaktivasi endogen
peroksidase
Proses labeling
Proses reaksi antibodi
Pewarnaan akhir
Proses counterstaining
Proses dehidrasi preparat
Fiksasi preparat
37
1 BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Indeks Apoptosis
Data apoptosis sel yang diambil pada penelitian ini adalah jumlah rata-rata
dari sel yang mengalami apoptosis pada semua lapang pandang yang didapatkan
pada setiap preparat organ jantung tikus masing-masing kelompok. Preparat pada
masing-masing kelompok tersebut telah dilakukan pewarnaan dengan
menggunakan metode TUNEL TAKARA yang dapat mengidentifikasi apoptosis
sel. Data yang didapatkan selama penelitian ini adalah :
-
Grafik 4.1 Rata-rata persentase jumlah apoptosis sel jantung pada
semua kelompok penelitian. N = Normal (n=2), D = Diabetes (n=3),
D+Ss 100 (n=2) = Diabetes dengan terapi ekstrak daun insulin 100
mg/kgBB. *P<0,05 untuk N vs D, #P<0,05, untuk D vs D+Ss 100.
Berdasarkan hasil yang diperoleh pada grafik 4.1 menunjukkan bahwa rata-
rata persentase apoptosis sel jantung pada kelompok normal, menunjukkan hasil
0
10
20
30
40
50
60
70
80
Rat
a-ra
ta P
erse
n A
popto
sis
Sel
Jan
tung
(%)
N
D
D + Ss 100
* #
38
yang rendah, yakni sebesar 15%. Sedangkan pada kelompok diabetes, didapatkan
hasil bahwa rata-rata persentase apoptosis sel jantung mengalami peningkatan jika
dibandingkan dengan kelompok normal, yakni sebesar 61%. Kemudian pada
kelompok diabetes dengan perlakuan terapi Smallanthus sonchifolius 100
mg/kgBB (D+Ss 100) didapatkan rata-rata persentase apoptosis sel jantung
sebesar 18%. Data tersebut memperlihatkan bahwa jumlah persentase rata-rata
apoptosis sel jantung pada kelompok D+Ss 100 lebih rendah jika dibandingkan
dengan kelompok diabetes. Sementara, jumlah rata-rata kelompok D+Ss 100
menunjukkan nilai yang hampir setara dengan kelompok normal yang hanya
berselisih 3% dengan nilai kelompok normal merupakan rata-rata persentase
apoptosis terendah dari seluruh kelompok.
Dalam grafik 4.1 memperlihatkan bahwa peningkatan jumlah apoptosis sel
jantung dipengaruhi oleh keadaan hiperglikemia. Keadaan hiperglikemia ini dapat
menginduksi peningkatan produksi AGEs yang dapat terbentuk dari reaksi
nonenzimatik glukosa dan juga dari peningkatan oksidasi asam lemak di sel
endotel dan jantung. Selain produksi AGEs yang berlebih, peningkatan produksi
ROS dan RNS juga dapat menyebabkan ekspresi gen yang abnormal, sehingga
akan mengubah sinyal transduksi dan mengaktifkan jalur yang mengarah kepada
kematian terprogram dari sel miokard atau apoptosis.
Peningkatan produksi ROS dan/atau RNS ini akan berkontribusi terhadap
perubahan ekspresi gen pada heavy-chain miosin jantung dari alfa (α) menjadi
beta (β) melalui aktivasi NFkβ yang berujung pada apoptosis sel, dan senyawa
polifenol sebagai antioksidan alami dapat menghambat aktivasi NFkβ sehingga
mencegah perubahan ekspresi gen.[30]
Penelitian yang telah dilakukan oleh Abeer et al 2014, memperlihatkan
adanya peningkatan signifikan jumlah apoptosis sel jantung tikus Wistar Albino
yang diinduksi STZ. Pada penelitiannya juga berhasil mengidentifikasi hubungan
apoptosis sel jantung dengan overaktivitas radikal bebas, yang terlihat pada
peningkatan malonaldialdehyde (MDA) dan penurunan signifikan level
glutathione (GSH-PX) pada organ jantung (p <0,001).[31]
39
Pada penelitian lain yang telah dilakukan oleh Delgado et al (2013),
didapatkan bahwa daun insulin memiliki senyawa polifenol yang mempunyai
berbagai fungsi, salah satunya adalah aktivitas sebagai antioksidan alami yang
dapat memberikan proteksi kepada membran sel terhadap kerusakan yang
diakibatkan oleh ion superoksida.[23]
Kemampuan tersebut berperan penting dalam
mencegah proses patogenesis kardiomiopati diabetik dikarenakan ion superoksida
telah diketahui sebagai salah satu penyebab kerusakan sel yang dapat mengarah
pada terjadinya terjadinya kardiomiopati diabetik.
Selanjutnya perbedaan rata-rata persentase apoptosis sel jantung yang telah
didapat akan diuji secara statistik dengan menggunakan uji Oneway Annova,
setelah sebelumnya sudah dipastikan terlebih dahulu distribusi data persentase
apoptosis sel jantung ini terdistribusi normal, dan juga merupakan data kuantitatif
dengan varian datanya homogen. Uji Oneway Annova yang didapatkan p-value
0,003, yang berarti bahwa terdapat perbedaan jumlah rata-rata persentase
apoptosis sel jantung yang bermakna diantara semua kelompok penelitian.
Tabel 4.1 Hasil analisis Uji Oneway Annova
Kelompok Mean±SD P value
N 0,15±0,045
D 0,61±0,096 0,003
D+Ss 100 0,18±0,027
Ket: SD = Standard deviasi, N = Normal (n=2), D = Diabetes (n=3), D+Ss200 =
Diabetes dengan terapi ekstrak daun insulin 100 mg/kgBB (n=2).
Kemudian untuk melihat rata-rata perbedaan sampel pada dua kelompok
penelitian dilakukan uji analisis Post-hoc LSD. Uji Post-hoc LSD dapat dilakukan
setelah mendapatkan hasil dari uji Oneway Annova.
40
Tabel 4.2 Hasil analisis Uji Post-hoc LSD
Sampel Perbedaan
Rerata
CI 95%
P value Minimum Maksimum
N vs D -46,50 -65,06 -27,93 0,002
N vs D+Ss 100 -3,50 -23,83 16,83 0,658
D vs D+Ss 100 43,00 24,43 61,56 0,003
Ket: CI= Confident Interval, N = Normal (n=2), D = Diabetes (n=3), D+Ss 100 =
Diabetes dengan terapi ekstrak daun insulin 100 mg/kgBB (n=2)
Dari hasil uji statistik menunjukkan bahwa terdapat perbedaan yang
signifikan pada nilai rata-rata persentase jumlah apoptosis sel jantung pada
kelompok normal dengan kelompok diabetes tanpa perlakuan (p value= 0,002),
yang berarti bahwa terjadi peningkatan signifikan apoptosis sel jantung pada
kelompok diabetes tanpa perlakuan jika dibandingkan dengan kelompok normal.
Selanjutnya uji perbandingan dilakukan antara kelompok diabetes tanpa perlakuan
dengan kelompok diabetes yang diberikan perlakuan terapi ekstrak daun insulin
100 mg/kgBB (p value 0,003) menunjukkan penurunan jumlah rata-rata apoptosis
sel jantung yang signifikan pada kelompok diabetes dengan perlakuan terapi
ekstrak daun insulin jika dibandingkan dengan kelompok diabetes tanpa
perlakuan. Sementara untuk kelompok normal yang dibandingkan dengan
kelompok diabetes dengan perlakuan terapi ekstrak daun insulin 100 mg/kgBB
tidak terdapat perbedaan rata-rata persentase jumlah apoptosis sel jantung yang
bermakna (p value = 0,658).
41
A.
B.
C.
Gambar 4.1
*Ket: tanda panah menunjukkan sel yang mengalami apoptosis
a) Gambaran histologi jantung tikus normal terdapat satu buah apoptosis sel.
b) Gambaran histologi jantung tikus diabetes tanpa perlakuan terdapat lima
buah apoptosis sel.
c) Gambaran histologi jantung tikus diabetes pemberian ekstrak daun insulin
100 mg/kgBB selama 28 hari dengan terdapat satu buah apoptosis sel.
42
4.2. Keterbatasan Penelitian
Keterbatasan penelitian ini antara lain:
1. Smallanthus sonchifolius yang digunakan hanya satu dosis yakni
100mg/kgBB dengan lama pemberian 28 hari sehingga data kurang
bervariasi.
2. Sampel yang diambil untuk dilakukan pewarnaan TUNEL sangat sedikit.
43
2 BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. KESIMPULAN
Berdasarkan pembahasan dan uji statistik pada penelitian ini, peneliti dapat
menyimpulkan bahwa efek ekstrak daun insulin (Smallanthus sonchifolius)
dengan dosis 100 mg/kgBB/hari selama 28 hari dapat menurunkan apoptosis sel
pada organ jantung tikus diabetes mellitus diukur dengan kit TUNEL TAKARA.
5.2. SARAN
Untuk penelitian selanjutnya diharapkan :
1. Melakukan penelitian pengaruh ekstrak daun insulin terhadap persentase
apoptosis sel pada organ jantung dengan menggunakan kit pewarnaan
yang berbeda.
2. Melakukan penelitian pengaruh ekstrak daun insulin terhadap persentase
apoptosis sel pada organ jantung dengan dosis yang berbeda dari
penelitian sebelumnya.
3. Melakukan penelitian pengaruh ekstrak daun insulin terhadap persentase
apoptosis sel pada organ jantung dengan waktu pemberian yang berbeda
dari penelitian sebelumnya.
4. Melakukan penelitian pengaruh ekstrak daun insulin terhadap kelompok
normal.
44
BAB VI
KERJASAMA RISET
Penelitian ini merupakan bagian kerjasama riset mahasiswa dan kelompok
riset diabetes dan regenerasi jantung PSPD FKIK UIN Syarif Hidayatullah yang
dibiayai oleh Kementerian Agama Republik Indonesia di bawah bimbingan dr.
Flori Ratna Sari, Ph.D dan dr. Hari Hendarto, Sp.PD, PhD, FINASIM.
45
Daftar Pustaka
1. World Health Organization. The Ten Leading Causes of Death by Broad
Income Group. Fact sheet 310. 2008.
2. World Health Organization. Top Ten Causes of Death Profiles 2012:
Indonesia. 2012.
3. International Diabetes Federation. IDF Diabetes Atlas 6th Edition. 2013.
4. Badan Penelitian dan Pengembangan Kesehatan. Riset Kesehatan Dasar.
Kementerian Kesehatan RI. 2013
5. Silbernagl, S., Lang, F. Color Atlas of Pathophysiology. New York:
Thieme. 2007.
6. Fang, Z.Y., Prins, J.B., Marwick, T.H. Diabetic Cardiomyopathy:
Evidence, Mechanisms, and Therapeutic Implications. Endocrine Reviews.
2004;25(4):543–67.
7. Aybar, M.J., Riera, A.N.S., Grau, A., Sanchez, S.S. Hypoglycemic Effect
of The Water Extract of Smallanthus sonchifolius Leaves in Normal And
Diabetic Rats. Journal of Ethnopharmacology Elsevier. 2001;74: 125–32.
8. Raga, D.D., Alimboyoguen, A.B., del Fierro, R.S., Ragasa, C.Y. 2010.
Hypoglycaemic effects of tea extracts and ent-kaurenoic acid from
Smallanthus sonchifolius. Natural Product Research. 2010; 24: 18, 1771-
82.
9. Ozyurt, D., Demirata, B., Apak, R. Determination of Total Antioxidant
Capacity by A New Spectrophotometric Method Based on Ce(IV)
Reducing Capacity Measurement. Elsevier. Talanta. 2005;71: 1155-65.
46
10. Perkumpulan Endokrinologi Indonesia (PERKENI). Pengelolaan dan
Pencegahan Diabetes Mellitus Tipe 2 di Indonesia. Jakarta: PB PERKENI.
2015.
11. Guyton, A.C., dan Hall, J.E. Buku Ajar Fisiologi Kedokteran Edisi 11.
Jakarta: EGC. 2008.
12. Sherwood, Lauralee. Fundamentals of Human Physiology 4th Edition.
Belmont, CA: Brooks/Cole. 2012.
13. Silverthorn, Dee Unglaub. Human Physiology An Integrated Approach 5th
Edition. San Fransisco: Pearson Education. 2010.
14. Fauci, Braunwald, Kasper, Hauser, Longo, Jameson, Loscalzo, et al.
Harrison‟s Principles of Internal Medicine 17th Edition. USA: McGraw
Hill. 2008.
15. Ganong. Review of Medical Physiology 22nd Edition. USA: Mc Graw
Hill. 2005.
16. Price, Sylvia A. Patofisiologi: Konsep Klinis Proses-Proses Penyakit.
Jakarta: EGC. 2003.
17. Sudoyo, A.W., Setiyohadi, B., Alwi, I., Simadibrata, M.K., Setiati, S.
Buku Ajar Ilmu Penyakit Dalam. Jakarta: Interna Publishing. 2009.
18. Hofmann, S., dan Brownlee, M. Diabetes Mellitus: A Fundamental and
Clinical Text 3rd Edition. Lippincott Williams & Wilkins. 2004.
19. Despopoulos, A. Color Atlas of Physiology 5th Edition. New York:
Thieme. 2003.
20. Murray, R.K., Granner, D.K., Mayes, P.A., Rodwell, V.W. Harper‟s
Illustrated Biochemistry 26th Edition. USA: Lange Medical
Books/McGraw-Hill. 2003.
47
21. Liu, Q., Wang, S., Cai, L. Diabetic Cardiomyopathy and its Mechanism:
Role of Oxidative Stress and Damage. J Diabetes Invest. 2014;5: 623–34.
22. Perkumpulan Endokrinologi Indonesia (PERKENI). Konsensus
Pengelolaan dan Pencegahan DM Tipe 2 di Indonesia. Jakarta: PB
PERKENI. 2011.
23. Delgado, G.T.C., Tamashiro, W.M.d.S.C., Junior, M.R.M., Pastore, G.M.
Yacon (Smallanthus sonchifolius): A Functional Food. Plant Foods Hum
Nutr. 2013;68 : 222-28.
24. Albarracin, Gabriella. Seminar Paper for Course: Aspects of Product
Quality in Plant Production : Yacon “Smallanthus sonchifolius”
Production, Food Uses, and Products. Institute for Organic Farming
Department of Sustainable Agricultural System. University of Natural
Resources and Applied Life Sciences Vienna. 2016.
25. Goud, B.J., Dwarakanath, V., Chikkaswamy, B.K. Streptozotocin – A
Diabetogenic Agent in Animal Models. Ijppr. Human. 2015;3(1): 253-69.
26. Singh, A.S., Masuku, M.B. Sampling Techniques & Determination of
Sample Size in Applied Statistics Research: an Overview. IJECM. 2014.
2(11): 1-22.
27. Gajdosik, A., Gajdosikova, A., Stefek, M., Navarova, J., Hozova, R.
Streptozotocin-induced Experimental Diabetes in Male Wistar Rats. 1999.
Diakses dari http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/10703720 pada tanggal
1 September 2016 pada pukul 19.26 WIB.
28. Takara Bio. In situ Apoptosis Detection Kit. Diunduh dari
http://www.takara.co.kr/file/manual/pdf/mk500_e_0712.pdf pada tanggal
29 Agustus 2016 pada pukul 20.36 WIB.
48
29. Sari, F.R., Watanabe, K., Thandavarayan, R.A., Harima, M., Zhang, S.,
Muslin, A.J., Kodama, M., Aizawa, Y. 14-3-3 Protein Protects Against
Cardiac Endoplasmic Reticulum Stress (ERS) and ERS-Initiated
Apoptosis in Experimental Diabetes. J Pharmacol Sci. 2010;113: 325-34.
30. Boudina, S., Abel, E.D. Diabetic Cardiomiopathy, Causes and Effects. Rev
Endocr Metab Disord. 2010;11(1): 31-39.
31. Abeer A, Noha S, Hussien. Cardiac Apoptosis As a Possible Cause of
Diabetic Cardiomyopathy and The Protective Role of Alpha Lipoic Acid
and Losartanin Diabetic Rats. International Journal of Advanced Research.
2014;2(11): 325-37.
49
LAMPIRAN
Lampiran 1
Hasil Determinasi/ Identifikasi Bahan Uji
Gambar 7.1 Hasil Determinasi/ Identifikasi Bahan Uji
50
Lampiran 2
Surat Keterangan Tikus Sehat
Gambar 7.2 Surat Keterangan Tikus Sehat
51
Lampiran 3
Gambar Proses Penelitian
Gambar 7.3 Adaptasi tikus Gambar 7.4 Pembiusan
menggunakan ether
Gambar 7.5 Pengukuran
glukosa darah sewaktu Gambar 7.6 Streptozotosin
52
Gambar 7.7 Natrium sitrat
3,13%
Gambar 7.8 Penimbangan
streptozotosin
Gambar 7.9 Pengukuran pH
buffer sitrat
Gambar 7.10 Pencampuran
buffer sitrat dengan
streptozosin
53
Gambar 7.11 Pemberian
ekstrak dengan sonde
Gambar 7.12 Sukrosa
Gambar 7.13 Penimbangan
berat badan tikus
Gambar 7.14 Sacrifice
54
Gambar 7.16
Tip mikropipet
Gambar 7.17 Alat
autoclave
Gambar 7.15 Pengambilan
darah dari vena cava
inferior
Gambar 7.18 Tempat preparat
55
Gambar 7.19
Pembuatan PBS 1X
Gambar 7.20
Proses pengeringan preparat
Gambar 7.21
Proses pewarnaan dengan
menggunakan kit TUNEL TAKARA
Gambar 7.22
Pemasangan cover glass pada
preparat
56
Lampiran 4
Perhitungan Dosis
1. Induksi Streptozotocin (STZ)
Rata-rata BB adalah 260 gram. Jika BB tikus 260 gram, STZ yang
dibutuhkan sebanyak :
x =
= 14,3 mg/tikus dengan BB 260 gram.
Setiap hari tikus yang disuntik adalah 14 ekor, maka
= 14 ekor x 14,3 mg
= 200,2 mg
STZ akan dimasukkan seminimal mungkin dengan kadar 0,1 mL buffer.
Jika yang dibutuhkan 200,2 mg STZ, maka buffer yang dibutuhkan adalah:
x =
x = 3,64 mL buffer per 14 tikus
57
2. Pemberian ekstrak daun insulin
Dosis 100mg/kgBB
Untuk 20 ekor tikus = 20 x 300 gr (BB) x
=600 mg
Dilarutkan dalam aquades steril
x =
x = 6 mL
Jadi, untuk melarutkan 600 mg ekstrak daun insulin dibutuhkan
aquades sebanyak 12 mL.
58
Lampiran 5
Riwayat Penulis
Identitas
Nama : Faraz Raihan
Jenis Kelamin : Laki-laki
Tempat, Tanggal Lahir : Tangerang, 29 Juni 1995
Agama : Islam
Alamat : Jl. Kavling Pemda 3 no. 218, Karawaci, Kota Tangerang,
Banten
Email : [email protected]
Riwayat Pendidikan
1999-2001 : TK Al-Istiqomah Kota Tangerang
2001-2007 : SD Negeri Karawaci Baru 3 Kota Tangerang
2007-2010 : SMP Negeri 9 Kota Tangerang
2010-2013 : SMA Negeri 1 Kota Tangerang
2013-sekarang : Program Studi Kedokteran dan Profesi Dokter Fakultas
Kedokteran dan Ilmu Kesehatan UIN Syarif Hidayatullah Jakarta