TESIS

PEMBERIAN EKSTRAK ETANOL DAUN AFRIKA

SELATAN (Vernonia amygdalina) ORAL

MENINGKATKAN KADAR INSULIN PUASA DAN

MENURUNKAN KADAR GLUKOSA DARAH POST

PRANDIAL PADA TIKUS PUTIH (Rattus norvegicus)

JANTAN DIABETES MELITUS

IVONNE ANDRIANI SANTOSO

NIM 1390761027

PROGRAM MAGISTER

PROGRAM STUDI ILMU BIOMEDIK

PROGRAM PASCASARJANA

UNIVERSITAS UDAYANA

DENPASAR

2015

i

ii

TESIS

PEMBERIAN EKSTRAK ETANOL DAUN AFRIKA

SELATAN (Vernonia amygdalina) ORAL

MENINGKATKAN KADAR INSULIN PUASA DAN

MENURUNKAN KADAR GLUKOSA DARAH POST

PRANDIAL PADA TIKUS PUTIH (Rattus norvegicus)

JANTAN DIABETES MELITUS

Tesis untuk Memperoleh Gelar Magister

Pada ProgramMagister, Program Studi Ilmu Biomedik,

Program Pascasarjana Universitas Udayana

IVONNE ANDRIANI SANTOSO

NIM 1390761027

PROGRAM MAGISTER

PROGRAM STUDI ILMU BIOMEDIK

PROGRAM PASCASARJANA

UNIVERSITAS UDAYANA

DENPASAR

2015

iii

Lembar Pengesahan

TESIS INI TELAH DISETUJUI

PADA TANGGAL : 18 Juni 2015

Pembimbing I Pembimbing II

Prof.Dr.dr.Wimpie I Pangkahila, Sp.And, FAACS Prof. dr. I Gusti Made Aman, SpFK

NIP : 194612131971071001 NIP : 194606191976021001

Mengetahui

Ketua Program Studi Ilmu Biomedik Direktur

Program Pascasarjana Program Pascasarjana

Universitas Udayana Universitas Udayana

Dr.dr.Gde Ngurah Indraguna Pinatih, M.Sc, Sp.GK Prof.Dr.dr.A.A.Raka Sudewi, SpS (K)

NIP : 19580521198531002 NIP : 195902151985102001

iv

Tesis Ini Telah Diuji dan Dinilai

Oleh Panitia Penguji pada

Program Pasca Sarjana Universitas Udayana

Pada Tanggal : 30 Mei 2015

Berdasarkan SK Rektor Universitas Udayana

Nomor : 1301/UN14.4/HK/2015

Tanggal : 4 Mei 2015

Ketua : Prof.Dr.dr.Wimpie I Pangkahila, Sp.And,FAACS

Anggota : 1. Prof. dr. I Gusti Made Aman, SpFK

2. Prof. Dr. dr. A. A. Gede Budhiarta, Sp.PD-KEMD

3. Prof. Dr. dr. Alex Pangkahila, M.Sc, Sp.And

4. Dr. dr. Desak Made Wihandani, M.Kes

v

vi

UCAPAN TERIMA KASIH

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas

berkat, rahmat bimbingan serta petunjukNya penulis dapat menyelesaikan tesis

yang berjudul Pemberian Ekstrak Etanol Daun Afrika Selatan (Vernonia

amygdalina) Oral Menurunkan Kadar Glukosa Darah Post Prandial Dan

Meningkatkan Kadar Insulin Puasa Pada Tikus Putih (Rattus norvegicus) Jantan

Diabetes Melitus.

Pada Kesempatan ini perkenankanlah penulis menyampaikan rasa hormat,

penghargaan, dan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :

1. Prof. Dr. dr. I Ketut Suastika, SpPD-KEMD, sebagai Rektor Universitas

Udayana atas kesempatan dan fasilitas yang diberikan kepada penulis

untuk mengikuti dan menyelesaikan pendidikan Program Magister di

Universitas Udayana.

2. Prof. Dr. dr. A. A. Raka Sudewi, Sp.S (K) sebagai Direktur Pascasarjana

Universitas Udayana atas kesempatan yang diberikan penulis untuk

menjadi mahasiswa Program Magister Pasca Sarjana Universitas Udayana.

3. Prof. Dr. dr. Wimpie I Pangkahila, Sp.And, FAACS selaku Ketua Program

Studi Ilmu Kedokteran Biomedik Universitas Udayana, dan pembimbing I

yang dengan penuh perhatian telah memberikan dorongan, semangat,

bimbingan dan masukan kepada penulis selama penyusunan tesis.

4. Prof. dr. I Gusti Made Aman, SpFK sebagai pembimbing II, dan Kepala

Laboratory Animal Unit Bagian Farmakologi Fakultas Kedokteran

Universitas Udayana yang dengan penuh perhatian terlah memberikan

dorongan, semangat dan selalu memberikan ide, bimbingan dan saran

dalam penyusunan tesis ini.

5. Prof. Dr. dr. J. Alex Pangkahila, M.Sc., Sp.And sebagai penguji, yang

telah banyak memberikan dorongan, semangat dan selalu memberikan

masukan cara penulisan ilmiah yang baik.

6. Prof. Dr. dr. A. A. Gede Budhiarta, Sp.PD-KEMD sebagai penguji yang

telah banyak memberikan dorongan, semangat dan selalu memberikan

masukan khususnya dibidang endokrin.

vii

7. Dr. dr. Desak Made Wihandani, M.Kes sebagai penguji yang telah banyak

memberikan ilmu dan saran yang sangat berarti mengenai teknis menulis

ilmiah yang baku, membantu penulis dalam memahami ilmu kedokteran

biomolekuler, serta memberikan motivasi sehingga terselesaikannya tesis

ini.

8. Drs. I Ketut Tunas, M.Si. yang telah banyak membantu dalam bidang

penelitian dan penyusunan tesis ini terutama saran, ide, masukan dan

bimbingan dalam bidang statistik.

9. I Gede Wiranatha. S.Si sebagai staf di Laboratory Animal Unit yang

telah banyak membantu secara teknis dalam pelaksanaan penelitian ini.

10. Made Surya Pramana Mahardika, S.TP, M.Sc sebagai staf di Tehnologi

Pangan Universitas Udayana yang telah banyak membantu dalam

pembuatan ekstrak pada pelaksanaan penelitian ini.

11. Dr. dr. Ni Made Linawati, M.Si sebagai kepala laboratorium Mantra

Medika yang telah membantu penulis secara teknis dalam pelaksanaan

penelitian ini.

12. Staf administrasi dan teman sejawat mahasiswa Program Magister Ilmu

Biomedik Kedokteran Anti Aging yang telah memberikan banyak bantuan,

dorongan semangat penulis untuk menyelesaikan tesis ini.

13. Suami tercinta, Dede Sunarto Kadiman, yang dengan setia mendampingi

setiap waktu dan senantiasa memberikan doa, cinta dan kasih serta

dukungan moril yang tiada hentinya dalam menyelesaikan program

magister ini.

Penulis menyadari bahwa tesis ini jauh dari sempurna, karena itu penulis

mengharapkan kritikan dan saran yang membangun untuk memperbaikinya.

Semoga tesis ini dapat bermanfaat bagi masyarakat serta kemajuan ilmu

pengetahuan, khususnya Ilmu Kedokteran Anti Aging.

Denpasar, Mei 2015

Penulis

viii

ABSTRAK

PEMBERIAN EKSTRAK ETANOL DAUN AFRIKA SELATAN (Vernonia

amygdalina) ORAL MENINGKATKAN KADAR INSULIN PUASA DAN

MENURUNKAN KADAR GLUKOSA DARAH POST PRANDIAL PADA

TIKUS PUTIH (Rattus norvegicus) JANTAN DIABETES MELITUS

Diabetes melitus adalah penyakit kelainan metabolik dengan karakteristik

hiperglikemia kronis serta kelainan metabolisme karbohidrat, lemak dan protein

yang disebabkan oleh penurunan sekresi insulin, kerja insulin maupun keduanya.

Glukosa darah tidak dapat digunakan dengan baik dan menumpuk di dalam darah

karena pankreas tidak cukup memproduksi insulin yang diproduksi tersebut.

Ekstrak daun Afrika Selatan dengan kandungan zat aktifnya seperti saponin, tanin,

flavonoid, alkaloid dan polifenol dapat digunakan untuk menurunkan glukosa

darah post prandial. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui pemberian

ekstrak daun Afrika Selatan (Vernonia amygdalina) secara oral meningkatkan

plasma insulin dan menurunkan kadar glukosa darah post prandial pada tikus

putih (Rattus norvegicus) jantan yang diabetes melitus.

Penelitian ini adalah eksperimental murni dengan Pretest Posttest Control

Group Design, menggunakan tikus putih (Rattus norvegicus) usia 2,5 bulan

dengan berat 180 – 200 gram. Jumlah sampel ini 20 ekor tikus diabetes yang

dibagi menjadi 2 kelompok, masing – masing kelompok sebanyak 10 ekor yaitu

kelompok kontrol dan kelompok perlakukan (daun Afrika Selatan). Kelompok

kontrol diberikan plasebo (aquadest) sebanyak 1cc setiap hari selama 14 hari.

Sedangkan kelompok perlakuan diberikan ekstrak etanol daun Afrika Selatan

80mg/20grBB tikus setiap hari selama 14 hari.

Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa pada kelompok perlakuan terjadi

penurunan glukosa darah post prandial secara bermakna dari184,3017,06mg/dL

menjadi 166,9014,98mg/dL (p<0,05), dan terjadi peningkatan kadar insulin

puasa secara bermakna dari 6,530,23IU/ml menjadi 7,250,40IU/ml (p<0,05),

sementara kelompok kontrol tidak menunjukkan perbedaan yang bermakna.

Kesimpulan dari penelitian ini adalah pemberian ekstrak etanol daun

Afrika Selatan 80mg/200gr BB tikus secara oral selama 14 hari menrunkan kadar

glukosa darah post prandial dan meningkatkan kadar insulin puasa pada tikus

diabetes melitus.

Kata kunci : ekstrak daun Afrika Selatan, kadar glukosa darah post prandial, kadar

insulin puasa , tikus diabetes melitus.

ix

ABSTRACT

ORAL ADMINISTRATION OF AFRICAN BITTER LEAF (Vernonia

Amygdalina) EXTRACT INCREASED FASTING INSULIN LEVEL AND

DECREASED POST PRANDIAL GLUCOSE LEVEL OF DIABETIC

ALBINO MALE RATS (Rattus norvegicus)

Diabetes mellitus is a metabolic disorders characteristize of chronic

hyperglycemia and abnormal metabolism of carbohydrates, fats and proteins

caused by decrease in insulin secretion, insulin action or both. Blood glucose can

not be used properly and accumulates in the blood because the pancreas does not

produce enough insulin to metabolize blood glucose and insulin resistance occurs

so that the body can not effectively use the insulin that is produced. African bitter

leaf extract the active substance example saponin, tannin, flavonoid, alkaloid and

polifenol can be decreased post prandial glucose level. The purpose of this study

was to determine that the treatment of African Bitter Leaf extract orally increased

fasting plasma insulin level and lowers post prandial blood glucose and of

diabetic albino male rats (Rattus norvegicus).

The study was conducted using the Experimental Pretest Posttest Control

Group Design involving control group and experimental group. This research

used 2,5 months old and 180-200gr weight laboratory rats (Rattus norvegicus) as

subject. The samples of 20 diabetic rats were divided into two groups of 10

subjects each for control group dan experimental group (African bitter leaf

extract). Control group was treated with 1cc of placebo aquadest everyday for 14

days, experimental group was treated with 80mg/200gr rat body weight African

bitter leaf extract everyday for 14 days.

The study concluded that the group which given extract of African Bitter

leaf decreased significantly the Post Prandial blood glucose level, from

184.7012.37mg/dL to 166.9014.98mg/dL (p<0.05), and increased significantly

fasting plasma insulin level, from 6.530.23IU/ml to 7.250.40IU/ml (p<0.05).

The control group did not showed significantly result.

The study concluded that the administration of 80mg/200gr rat body

weight African bitter leaf extract everyday for 14 days decreased post prandial

glucose level and increased fasting plasma insulin level in diabetic rats

significantly.

Key words : African bitter leaf extract, diabetic mellitus rat, post prandial glucose

plasma level, fasting plasma insulin, DM

x

DAFTAR ISI

SAMPUL DALAM .............................................................................................. i

PRASYARAT GELAR ........................................................................................ ii

LEMBAR PENGESAHAN ................................................................................. iii

PENETAPAN PANITIA PENGUJI USULAN ................................................... iv

LEMBAR BEBAS PLAGIAT .............................................................................. v

UCAPAN TERIMA KASIH ................................................................................ vi

ABSTRAK ........................................................................................................... viii

ABSTRACT ........................................................................................................... ix

DAFTAR ISI ........................................................................................................ x

DAFTAR TABEL ................................................................................................. xii

DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... xiii

DAFTAR LAMPIRAN ......................................................................................... xiv

DAFTAR SINGKATAN ...................................................................................... xvi

DAFTAR LAMBANG ........................................................................................ xvii

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang ......................................................................................... 1

1.2 Rumusan masalah ..................................................................................... 7

1.3 Tujuan Penelitian ...................................................................................... 7

1.4 Manfaat Penelitian ........................................................................................... 8

BAB II KAJIAN PUSTAKA

2.1 Penuaan .................................................................................................... 9

2.1.1 Definisi Penuaan ............................................................................. 9

2.1.2 Penyebab Penuaan ........................................................................... 9

2.2 Penyakit Degeneratif ................................................................................ 9

2.2.1 Definisi Diabetes Mellitus ............................................................... 10

2.2.2 Faktor Risiko Diabetes Mellitus ...................................................... 11

2.2.3 Klasifikasi Diabetes Mellitus .......................................................... 11

2.2.4 Penyebab Diabetes Mellitus Tipe 2 ................................................. 12

2.2.5 Gejala Klinis Diabetes Melitus ....................................................... 13

2.2.6 Kriteria Diagnosis Diabetes Melitus ............................................... 14

2.2.7 Terapi Penanganan Diabetes Melitus Tipe 2 ................................... 15

2.3 Tanaman Obat ........................................................................................... 16

2.3.1 Definisi Tanaman Obat ................................................................... 16

2.3.2 Penggunaan Tanaman Obat ............................................................. 17

2.4 Daun Afrika Selatan ................................................................................. 18

2.4.1 Kandungan Nutrisi dan Manfaat Daun Afrika Selatan ................... 19

2.4.2 Kandungan Senyawa Kimia Daun Afrika Selatan .......................... 20

2.5 Hewan Percobaan ..................................................................................... 28

2.5.1 Tikus putih (Rattus norvegicus) sebagai Hewan Coba ................... 30

2.5.2 Kriteria Tikus Diabetes ................................................................... 30

2.5.3 Mekanisme Streptozotocin Menginduksi Diabetes Mellitus .......... 30

BAB III KERANGKA BERPIKIR, KONSEP DAN HIPOTESA

PENELITIAN

3.1 Kerangka Berpikir ..................................................................................... 32

3.2 Konsep ...................................................................................................... 33

3.3 Hipotesis Penelitian .................................................................................. 34

xi

BAB IV METODE PENELITIAN

4.1 Rancangan Penelitian ............................................................................... 35

4.2 Lokasi dan Waktu Penelitian .................................................................... 36

4.2.1 Lokasi Penelitian ............................................................................. 36

4.2.2 Waktu Penelitian ............................................................................. 37

4.3 Subjek dan Sample ................................................................................... 37

4.3.1 Variable Populasi ............................................................................ 37

4.3.2 Kriteria Subjek ................................................................................ 37

4.3.3 Penghitungan Besar Sampel ............................................................ 38

4.3.4 Tehnik Penentuan Sampel ............................................................... 39

4.4 Variable Penelitian ................................................................................... 40

4.4.1 Klasifikasi Variabel ......................................................................... 40

4.4.2 Definisi Operasional Variabel .............................................................. 40

4.5 Bahan dan Instrumen Penelitian ............................................................... 42

4.6 Prosedur Penelitian ................................................................................... 43

4.6.1 Pemeliharaan Hewan Tikus Percobaan ........................................... 43

4.6.2 Pelaksanaan Pemeriksaan ................................................................ 44

4.6.3 Cara Pembuatan Daun Afrika Selatan ............................................. 45

4.6.4 Cara Pemeriksaan Kadar Gula Darah 2 Jam Post Prandial ............. 46

4.6.5 Cara Pemeriksaan Kadar Insulin Plasma ........................................ 46

4.6.6 Alur Penelitian ................................................................................ 48

4.7 Analisis Data ............................................................................................ 49

BAB V HASIL PENELITIAN

5.1 Uji Normalitas Data ................................................................................. 50

5.2 Uji Homogenitas Data .............................................................................. 51

5.3 Insulin ....................................................................................................... 51

5.3.1 Uji Komparabilitas .......................................................................... 51

5.3.2 Uji Efek Pemberian Ekstrak Daun Afrika Selatan .......................... 52

5.3.3 Perbandingan Insulin Sebelum dan Sesudah Pemberian Ekstrak Daun

Afrika Selatan ................................................................................. 52

5.4 Glukosa Darah 2 Jam Post Prandial ......................................................... 54

5.4.1 Uji Komparabilitas .......................................................................... 54

5.4.2 Uji Efek Pemberian Ekstrak Daun Afrika Selatan .......................... 54

5.4.3 Perbandingan Gula Darah Sebelum dan Sesudah Pemberian Ekstrak

Daun Afrika Selatan ........................................................................ 55

BAB VI PEMBAHASAN HASIL PENELITIAN 6.1 Pengaruh Pemberian Ekstrak Daun Afrika Selatan ................................. 57

BAB VII SIMPULAN DAN SARAN 7.1 Simpulan ................................................................................................... 61

7.2 Saran ......................................................................................................... 61

DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................... 62

LAMPIRAN ........................................................................................................ 67

xii

DAFTAR TABEL

TABEL HALAMAN

2.3.1 Kandungan Nutrisi dan Manfaat Daun Afrika Selatan ....................................... 20

2.3.2 Kandungan Senyawa Kimia Daun Afrika Selatan ............................................. 21

2.3.3 Kandungan Senyawa Kimia Daun Afrika Selatan khususnya Saponin ............. 23

2.3.4 Perbandingan Kadar Fitokimia ........................................................................... 24

5.1 Hasil Uji Normalitas Data Glukosa Darah Post Prandial Sebelum dan

Sesudah Perlakuan ............................................................................................. 50

5.2 Homogenitas Data Glukosa Darah Post Prandial Antar Kelompok Perlakuan

............................................................................................................................ 51

5.3 Perbedaan Rerata Insulin Antar Kelompok Sebelum Diberikan Ekstrak

Daun Afrika Selatan ........................................................................................... 51

5.4 Perbedaan Rerata Insulin Antar Kelompok Sesudah Diberikan Ekstrak

Daun Afrika Selatan ........................................................................................... 52

5.5 Perbandingan Insulin Sebelum dan Sesudah Pemberian Ekstrak Daun

Afrika Selatan ..................................................................................................... 53

5.6 Perbedaan Rerata Glukosa Darah Post Prandial Antar Kelompok Sebelum

Diberikan Ekstrak Daun Afrika Selatan ............................................................ 54

5.7 Perbedaan Rerata Glukosa Darah Post Prandial Antar Kelompok Sesudah

Diberikan Ekstrak Daun Afrika Selatan ............................................................ 55

5.8 Perbandingan Glukosa Darah Post Prandial Sebelum dan Sesudah

Pemberian Ekstrak Daun Afrika Selatan ........................................................... 56

xiii

DAFTAR GAMBAR

GAMBAR HALAMAN

2.2 Daun Afrika Selatan (Vernonia Amygdalina) .................................................. 18

2.3.1 Fotomikrograf 400x pada Pankreas Kelompok Kontrol Normal ...................... 26

2.3.2 Fotomikrograf 400x pada Pankreas Kelompok Kontrol Diabetes .................... 26

2.3.3 Fotomikrograf 400x pada Pankreas Kelompok Perlakuan dengan Pemberian

Daun Afrika Selatan 200mg/kgBB selama 28 hari ........................................... 27

2.3.4 Fotomikrograf 400x pada Pankreas Kelompok Kontrol Positif yang

diberikan

Insulin 5IU/kgBB .............................................................................................. 27

2.4 Tikus Putih Jantan (Rattus Norvegicus) ........................................................... 29

2.4.3 Mekanisme Streptozotocin Dan Nicotinamide Dalam Menginduksi

Diabetes Melitus …………………………………………………………… .. 31

3.1 Konsep Penelitian ............................................................................................. 34

4.1 Rancangan Penelitian ....................................................................................... 35

4.6.6 Alur Penelitian ................................................................................................. 48

5.1 Perbandingan Insulin Antara Kelompok Kontrol dengan Kelompok

Perlakuan .......................................................................................................... 53

5.2 Perbandingan Glukosa Darah Post Prandial Antara Kelompok Kontrol

dengan Kelompok Perlakuan ........................................................................... 56

xiv

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran Halaman

1. Uji Normalitas Data ................................................................................. 67

2. Uji t-independent ...................................................................................... 67

3. Uji t-paired ............................................................................................... 68

4. Ethical Clearance ..................................................................................... 72

5. Hasil Uji Fitokimia Daun Afrika Selatan ................................................. 73

6. Hasil Uji Saponin TLC Scanner ............................................................... 74

7. Hasil Uji Toksisitas LC50 ........................................................................ 75

xv

DAFTAR SINGKATAN

AAM : Anti Aging Medicine

ADP : Adenosine Diphosphate

ATP : Adenosine Triphosphate

Ca2+ : Calsium 2+

DM : Diabetes Mellitus

DNA : Deoxyribo Nucleic Acid

GLUT 2 : Glucose Transporter – 2

GLUT 4 : Glucose Transporter – 4

GAEAC : Garlic Acid Equivalent antioksidant capacity

GAE : Garlic acid Equivalent

TAE : Tannic Acid Equivalent

IC 50% : Inhibitor konsentrasi terhadap radikal bebas DPPH 0,1 mM

IC : Inhibition Concentratiom

STZ : Streptozotocin

NA : Niacinamid

PARP-1 : Poly Adenosinetriphosphate Ribose Polymerase – 1

PRPP : Phosphoribosylpyrophosphate

NMN : Nicotinamide Mononucleotide

NAMPT : Nicotinamide Phosphoribosyltransferase

NMNAT : Nicotinamide acid Mononucletide Adenylytransferase

HE : Haematoxylin Eoosin

GAF : Gomori Aldehyde Fuschin

xvi

DAFTAR LAMBANG

α : Alfa

β : Beta

Υ : Gamma

% : persen