bekerja menurunkan kadar glukosa darah. Insulin bekerja pada perpindahan glukosa pada sirkulasi darah ke dalam sel target terutama
sel-sel jaringan otot dan adiposa melalui membran sel. Fungsi lain insulin adalah merangsang sel-sel otot dan hepatosit untuk mengubah
glukosa menjadi glikogen, membantu asam amino untuk masuk ke dalam sel dan membantu sintesis protein dan lemak.
14
Gambar 2.1 Pulau Langerhans
Sumber : Tortora, 2009
Pengangkutan glukosa antara darah dan sel dilaksanakan oleh suatu pembawapengangkut membran plasma yang dikenal sebagai
glucose transporter GLUT. Terdapat enam bentuk pengangkut
glukosa yang telah diketahui dan dinamai sesuai urutan penemuannya yakni GLUT-1, GLUT-2, dan seterusnya. Pengangkutan glukosa yang
bertanggungjawab atas sebagian besar penyerapan glukosa oleh mayoritas sel adalah GLUT-4 yang merupakan satu-satunya jenis
pengangkut glukosa yang berespon terhadap insulin.
6
Pembuluh darah kapiler Asinus eksokrin
Sel alfa sekresi glukagon Sel beta sekresi insulin
Sel delta sekresi somatostatin
Sel F sekresi polipeptida pankreas
Gambar 2.2 Pengaruh Insulin terhadap Sel dan Glukosa Darah
Sumber : Gardner, 2007
2.1. 3.1 Patofisiologi dan Komplikasi DM
Pada penderita DM terjadi gangguan regulasi insulin terhadap glukosa darah. Pada penderita DM tipe 1 terjadi perusakan imunologik
sel- sel penghasil insulin yakni sel pankreas, sedangkan pada
penderita DM tipe 2 ditandai dengan kelainan sekresi insulin serta kerja insulin karena kelainan dalam pengikatan insulin terhadap
reseptornya sehingga terjadi gangguan penggabungan antara kompleks reseptor insulin dengan sistem transpor glukosa.
10
Pada awalnya, saat terjadi resistensi insulin dimana sel target tidak sensitif insulin maka
akan terjadi hiperinsulinemia untuk mengompensasi resistensi insulin tersebut.
25
Akan tetapi, setelah terjadinya ketidakmampuan sel pankreas untuk menghasilkan insulin, baru terjadi DM secara klinis
yang ditandai dengan adanya peningkatan glukosa darah sesuai dengan kriteria diagnosis DM.
5
Terjadinya kondisi hiperglikemia pada penderita DM akibat dari berkurangnya penyerapan glukosa oleh sel
dan peningkatan pengeluaran glukosa oleh hati.
6
Pada defisiensi insulin, penyerapan glukosa ke dalam sel otot dan sel adiposit sangat berkurang atau bahkan tidak terjadi sehingga
tidak terjadi penyimpanan glikogen di dalam hati dan otot sehingga memicu adanya glikogenolisis yang menyebabkan peningkatan
glukosa darah puasa dan glikosuria yang parah. Glikosuria menyebabkan diuresis osmotik sehingga terjadi gejala poliuria.
Pengeluaran air melalui urin disertai hiperglikemia menyebabkan hiperosmolaritas sehingga cenderung mengurangi kadar air intrasel
dan merangsang osmoreseptor di pusat haus polidipsia. Pada defisiensi insulin juga menyebabkan keseimbangan bergeser dari
anabolisme menjadi katabolisme protein dan lemak yang cenderung menyebabkan penurunan berat badan dan menimbulkan peningkatan
nafsu makan polifagia.
15
Jika DM tidak dikelola dengan baik, maka DM dapat menyebabkan terjadinya komplikasi kronik baik komplikasi
mikroangiopati maupun makroangiopati. Adanya pertumbuhan sel dan kematian sel yang abnormal merupakan dasar terjadinya komplikasi
DM.
5
Jaringan yang rentan terhadap komplikasi jangka panjang DM adalah pembuluh darah, ginjal, mata, dan saraf yang merupakan
penyebab utama morbiditas dan mortalitas.
15
Disfungsi utama terjadi pada sel endotel dan otot polos pembuluh darah dan sel mesengial
ginjal, semuanya dapat menyebabkan perubahan pertumbuhan dan kemampuan bertahan hidup sebuah sel, yang kemudian dapat
menyebabkan komplikasi vaaskuler diabetes.
5
Pada retinopati diabetik proliferatif, terjadi kehilangan sel perisit dan terjadi pembentukan mikroaneurisma. Hal tersebut
dikarenakan adanya akumulasi sorbitol dan fruktosa yang mengganggu pompa ion.
15
Selain itu, terjadi hambatan aliran darah dan penyumbatan kapiler sehingga menyebabkan iskemik dan
hipoksia lokal. Sebagai upaya kompensasi, sel retina meningkatkan ekspresi Vascular Endothelial Growth Factor, suatu faktor
pertumbuhan endotel vaskular yang memicu terjadinya pembentukan pembuluh darah baru pada retina.
5
Pada nefropati diabetik, terjadi peningkatan tekanan glomerular disertai meningkatnya matriks ekstraseluler yang
menyebabkan terjadinya
ekspansi mesangial
dan hipertrofi
glomerular.
5
Sedangkan pada kardiomiopati diabetik, terjadi disfungsi ventrikular dan disfungsi diastolik akibat adanya hipertensi dan infark
miokardium. Carugo et al melaporkan bahwa pada kardiomiopati diabetik terjadi penebalan dinding dan index massa ventrikel kiri.
27
2.1. 4.1 Diagnosis DM
Diagnosis DM dapat ditegakkan atas dasar pemeriksaan glukosa darah. Guna penentuan diagnosis DM, pemeriksaan glukosa
darah yang dianjurkan adalah pemeriksaan glukosa secara enzimatik dengan bahan darah plasma vena. Sedangkan untuk tujuan
pemantauan hasil pengobatan dapat dilakukan dengan menggunakan pemeriksaan glukosa darah kapiler dengan glukometer.
9
Berbagai keluhan dapat ditemukan pada penderita DM. kecurigaan adanya DM perlu dipikirkan apabila terdapat keluhan
klasik DM , yaitu:
9
- Keluhan klasik DM berupa: poliuria, polidipsia, polifagia, dan
penurunan berat badan yang tidak dapat dijelaskan sebabnya. -
Keluhan lain dapat berupa: lemah badan, kesemutan, gatal, mata kabur dan disfungsi ereksi pada pria, dan pruritus vulva pada
wanita Kriteria diagnosis DM dapat dilihat pada tabel di bawah ini:
Tabel 2.2 Kriteria Diagnosis DM 1.
Gejala klasik DM + glukosa plasma sewaktu ≥β00 mgdL 11,1 mmolL Glukosa plasma sewaktu merupakan hasil pemeriksaan
sesaat pada suatu hari tanpa memperhatikan waktu makan terakhir Atau
2. Gejala klasik DM
+ Kadar glukosa plasma puasa ≥1β6 mgdL 7,0 mmolL
Puasa diartikan pasien tak mendapat kalori tambahan sedikitnya 8 jam
Atau 3.
Kadar gula plasma β jam pada TTGO ≥β00 mgdL 11,1 mmolL
TTGO yang dilakukan dengan standar WHO, menggunakan beban glukosa yang setara dengan 75 gr glukosa anhidrus yang dilarutkan
ke dalam air. P
emeriksaan HbA1c ≥6,5 oleh American Diabetes Association
ADA 2011 sudah dimasukkan menjadi salah satu kriteria diagnosis DM, jika dilakukan pada sarana laboratorium
yang telah terhidrasi dengan baik
Sumber: PERKENI, 2011
Kadar glukosa darah sewaktu dan darah puasa sebagai patokan penyaring dapat dilihat pada tabel di bawah ini:
Tabel 2.3 Patokan penyaring kadar glukosa darah sewaktu dan darah puasa
Bukan DM
Belum pasti DM
DM
Kadar glukosa darah sewaktu
mgdL Plasma
vena
Darah kapiler
100
90 100
– 199
90 – 199
200
200
Kadar glukosa darah puasa
mgdL Plasma
vena
Darah kapiler
100
90 100
– 125
90 – 99
126
100
Catatan : Untuk kelompok resiko tinggi yang tidak menunjukkan kelainan hasil, dilakukan ulangan tiap tahun. Bagi mereka yang
berusia 45 tahun tanpa faktor resiko lain, pemeriksaan penyaring dapat dilakukan setiap 3 tahun.
Sumber : PERKENI, 2011
Untuk menegakkan diuagnosis DM, dapat digunakan alur diagnosis di bawah ini:
Gambar 2.3 Alur diagnosis DM
Sumber: PERKENI; 2011
2.1. 5.1 Pengelolaan DM
Pengelolaan DM didasarkan pada rencana diet, latihan fisik dan pengaturan aktifitas fisik, agen-agen hipoglikemik oral, terapi
insulin, pengawasan glukosa di rumah dan pengetahun tentang DM serta perawatan diri.
10
Pada DM
tipe 1,
tujuan pengelolaan
adalah mempertahankan seoptimal mungkin kualitas hidup penderita
dengan mengusahakan kadar glukosa darah dalam batas normal atau mendekati nilai normal tanpa menyebabkan hipoglikemia
karena DM tipe 1 tidak dapat disembuhkan. Komponen
pengelolaan DM tipe 1 meliputi pemberian insulin, pengaturan makan, olahraga dan edukasi yang didukung oleh pemantauan diri
home monitoring.
Insulin merupakan
elemen utama
kelangsungan hidup penderita DM tipe 1.
15
DM tipe 2, pengelolaan bertujuan untuk menghilangkan keluhan dan tanda DM, mempertahankan rasa nyaman, dan
mencapai target pengendalian glukosa darah. Beberapa tujuan tersebut merupakan tujuan jangka pendek. Sedangkan tujuan
jangka panjang pengelolaan DM adalah mencegah dan menghambat
progresivitas penyulit
mikroangiopati, makroangiopati dan neuropati. Serta tujuan akhir pengelolaan
adalah turunnya morbidotas dan mortalitas DM. Pasien dengan gejala DM tipe 2 dini dapat mempertahankan glukosa darah normal
dengan menjalankan rencana diet dan latihan fisik saja. Tetapi, sebagai penyakit progresif, obat-obat oral yang mempunyai efek
hipoglikemik juga dianjurkan. Obat-obat yang digunakan adalah pensensitif insulin dan sulfonilurea. Dua tipe pensensitif yang
tersedia adalah metformin dan tiazolidinedion. Bila kadar glukosa tidak dapat dikontrol secara optimal dengan pemberian obat-obat
pensensitif maka digunakan sulfonilurea untuk merangsang fungsi sel beta dan meningkatkan sekresi insulin.
9
2.1. 2 Aloksan
Aloksan 2,4,5,6-tetraoksipirimidin; 5,6-dioksiurasil merupakan senyawa hidrofilik dan tidak stabil.
16
Aloksan telah diketahui sebagai agen diabetogenik yang digunakan untuk menginduksi DM tipe 1 pada
hewan percobaan karena aloksan merupakan turunan urea yang menyebabkan nekrosis selektif terhadap sel pada pulau pankreas
sehingga mengganggu produksi insulin oleh sel pankreas.
19
Waktu paro aloksan pada suhu 37°C dan pH netral adalah 1,5 menit dan bisa lebih
lama pada suhu yang lebih rendah. Sebagai diabetogenik, aloksan dapat digunakan secara intravena, intraperitoneal dan subkutan. Dosis intravena
yang digunakan biasanya 65 mgkgbb, sedangkan intraperitoneal dan subkutan adalah 2
– 3 kalinya.
16
Gambar 2.4 Struktur Kimia Aloksan Sumber : Nugroho, 2008
Aloksan digunakan untuk menginduksi percobaan diabetes dengan merusak secara selektif pulau sel pankreas yang berfungsi
memproduksi insulin. Pembentukan oksigen reaktif merupakan faktor utama pada kerusakan sel tersebut. Pembentukan oksigen reaktif diawali
dengan proses reduksi aloksan dalam sel pankreas. Aloksan mempunyai aktifitas yang tinggi terhadap senyawa seluler yang
mengandung gugus Sh, glutation tereduksi GSH, sistein dan senyawa sulfhidril terikat protein misalnya SH-containing enzyme. Hasil dari
proses reduksi aloksan adalah asam dialurat, yang kemudian mengalami reoksidasi mengalami reoksidasi menjadi aloksan, menentukan siklus
redoks untuk membangkitkan radikal superoksida. Salah satu dari target dari oksigen reaktif adalah DNA pulau Langehans pankreas. Kerusakan
DNA tersebut menstimulasi poly ADP-ribosylation, proses yang terlibat pada perbaikan DNA.
16,17
Faktor lain selain pembentukan oksigen reaktif adalah gangguan pada homeostatis kalsium intraseluler. Aloksan dapat meningkatkan
konsentrasi ion kalsium bebas sitosolik pada sel pankreas. Efek tersebut diikuti oleh beberapa kejadian: influks kalsium dari cairan
ekstraseluler, mobilisasi kalsium dari simpanannya secara berlebihan dan eliminasinya yang terbatas dari sitoplasma. Influks kalsium akibat
aloksan tersebut mengakibatkan depolarisasi sel pankreas, lebih lanjut membuka kanal kalsium tergantung voltase dan semakin menambah
masuknya ion kalsium ke sel. Pada kondisi tersebut, konsentrasi insulin meningkat sangat cepat dan secara signifikan mengakibatkan gangguan
pada sensitivitas insulin perifer dalam waktu singkat. Selain kedua faktor tersebut diatas, aloksan juga diduga berperan dalam penghambatan
glukokinase dalam proses metabolisme energi.
16
2.1. 3 Kayu Manis Cinnamomum cassia
Cinnamomum cassia merupakan famili dari Lauraceae. Biasanya
tumbuh di daerah Malaysia-Indonesia. Tapi kebanyakan tumbuh di kepulauan Indonesia khususnya Sumatera, Jawa dan Jambi. Di Indonesia
sendiri Cinnamomum cassia disebut kayu manis.
18
Bagian kulit dan bunga dapat digunakan sebagai pengobatan, namun yang sering
digunakan adalah bagian kulitnya.
19
Berikut adalah taksonomi dari Cinnamomum cassia
menurut Integrated Taxonomic Information System ITIS:
21
Kingdom : Plantae
Subkingdom : Viridaeplantae Infrakingdom : Steptophyta
Divisi : Tracheophyta
Subdivisi : Spermatophytina
Infradivisi : Anhiospermae
Kelas : Magnoliopsida
Superorder : Magnolianae
Order : Laurales
Famili : Lauraceae
Genus : Cinnamomum
Spesies : Cinnamomum cassia
Gambar 2.5 Kulit Kayu Manis Cinnamomum Cassia
Sumber: EOL Interns LifeDesk http:www.eol.org
Berdasarkan analisa gas kromatografi, didapatkan total 72 kandungan dalam minyak daun, kulit dan kulit akar kayu manis.
Cinnamomum cassia mengandung minyak volatile 1-4 seperti
cinnamaldehyde 60-80, eugenol mencapai 10 dan asam trans-
cinnamic 5-10. Selain itu, Cinnamomum cassia juga mengandung
Fenol 4-10
seperti tannin
yang padat,
cathecin dan
proanthocyanidin .
19
Di dalam Cinnamomum cassia ditemukan zat aktif yang mempunyai efek antidiabetes yaitu Methylhydroxychalcone polymer
MHCP yang merupakan insulin mimetik yang efektif.
19
Selain MHCP, terdapat juga zat aktif Cinnamaldehyde yang menghambat kerja enzim
Aldose reductase , sehingga dapat mencegah terjadinya komplikasi DM.
22
Di dalam Cinnamomum cassia terdapat polimer polifenol yang mempunyai aktifitas antioksidan dengan cara menghambat enzim 5-
lipooxygenase.
19
2.2 KERANGKA KONSEP
Keterangan:
Induksi aloksan Destruksi sel
pankreas
Defisiensi atau resistensi insulin
DM Komplikasi
Kayu manis Cinnnamomum
cassia Gangguan
uptake glukosa ke
intrasel
Katabolisme lemak dan protein
meningkat Glukosa darah
meningkat
Penurunan berat badan
Ginjal Jantung
Nefropati diabetik Hipertensi
= Dilakukan Penelitian Atrofi pankreas
= Pemberian Terapi
2.3 DEFINISI OPERASIONAL
No Variabel Definisi
Operasional Cara ukur
Alat ukur Skala
ukur
1. Kadar
glukosa darah
Hasil pemeriksaan gula darah sampel
secara acak tanpa dipuasakan
Darah diambil dari ekor
hewan percobaan
secukupnya Glukometer
dan strip
glukosa Numerik
2. Berat badan Hasil penimbangan
berat badan untuk mengukur keadaan
gizi Diukur
sebelum pemberian ekstrak
dan 14 hari selama pemberian ekstrak
Timbangan Numerik
3. Berat organ
penkreas, ginjal dan
jantung Hasil penimbangan
organ pakreas,
ginjal dan jantung Diukur
setelah hewan
percobaan dilakukan terminasi
Neraca analitik
Numerik
22
BAB III METODE PENELITIAN
3.1 Disain Penelitian
Disain yang digunakan pada penelitian ini adalah disain eksperimental.
3.2 Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian dilaksanakan pada bulan Desember 2013-Maret 2014 dan penelitian dilakukan di Laboratorium Animal House, laboratorium Biologi,
laboratorium Farmakologi, laboratorium Histologi dan laboratorium Biokimia Fakultas Kedokteran dan Ilmu Kesehatan Universitas Islam Negeri
Syarif Hidayatullah Jakarta, Jalan Kertamukti No. 05, Pisangan, Ciputat 15419, Tangerang Selatan.
3.3 Populasi dan Sampel Penelitian
Hewan percobaan yang digunakan dalam penelitian adalah tikus jantan strain Sprague dawley berumur 2
– 3 bulan, dengan berat badan rata- rata 200
– 240 gram dan telah dinyatakan sehat lampiran 2. Hewan percobaan diperoleh dari Departemen Patologi Institut Pertanian Bogor
IPB. Pada penelitian ini, hewan percobaan dibagi menjadi tiga kelompok
yaitu kelompok N adalah kelompok kontrol negatif atau kelompok tanpa perlakuan Kelompok DM adalah kelompok kontrol positif atau kelompok
tikus DM setelah diinduksi aloksan 150 mgkgbb. Kelompok D + CC adalah kelompok DM yang diberikan terapi ekstrak Cinnamomun cassia dengan
dosis 300 mgkgbb. Untuk menentukan jumlah hewan percobaan pada setiap kelompok
penelitian, maka digunakan rumus Federer sebagai berikut:
Berdasarkan perhitungan menggunakan rumus Federer, maka jumlah hewan percobaan minimal yang digunakan setiap kelompok percobaaan
adalah sebanyak 9 tikus. Tetapi pada penelitian digunakan 15 tikus pada setiap kelompok percobaan untuk menghindari kejadian tak terduga. Jadi
jumlah tikus yang digunakan pada penelitian ini adalah sebanyak 45 tikus jantan strain Sprague dawley.
3.4 Kriteria Inklusi
- Kelompok N : Tikus jantan strain Sprague dawley dengan kadar
glukosa darah sewaktu 200 mgdL. -
Kelompok D dan D + CC : Tikus jantan strain Sprague dawley dengan kadar glukosa darah sewaktu 200 mgdL.
3.5 Kriteria Eksklusi
- Tikus yang mati dalam proses penelitian.
- Tikus yang resisten terhadap pemberian aloksan.
3.6 Cara Kerja Penelitian
3.6.1 Alat Penelitian
Adapun alat-alat yang digunakan pada penelitian ini adalah glukometer, strip glukosa, silet, vortex, kulkas -80°C, timbangan,
n - 1 t - 1 15, dengan t = jumlah kelompok, n = jumlah sampel
n – 1 3 – 1 15
n – 1 2 15
n – 1 152
n 152 + 22
n 8,5 dibulatkan menjadi 9
minor set, dan efendorf, sonde, kandang tikus, botol minum, tempat makan tikus dan neraca analitik.
3.6.2 Bahan Penelitian
Bahan utama yang digunakan dalam penelitian adalah kulit kayu manis Cinnamomun cassia yang didapatkan dari pusat konservasi
Kebun Raya Bogor sebanyak 2 kg. Kulit kayu manis yang didapat diekstraksi di Institut Pertanian Bogor dan didapatkan hasil 1.100 gr
ekstrak kayu manis. Bahan-bahan kimia yang digunakan untuk proses induksi adalah
alloxan monohydrate 5, ethanol 70, dextrose 40, dan destilation
water. Untuk terminasi adalah natrium hidroklorida 0,9 dan ether.
3.6.3 Adaptasi Hewan Percobaan
Hewan percobaan dalam penelitian ini diadaptasikan di laboratorium Animal House Universitas Islam Negeri Syarif
Hidayatullah Jakarta pada hari ke 0 sampai hari ke 21. Hewan percobaan diadaptasikan terhadap lingkungan yang baru baik tempat tinggal,
maupun makanan dan minuman ad libitum. Tujuan proses ini untuk mengkondisikan seluruh hewan percobaan dalam kondisi yang sama
sebelum diberikan perlakuan.
3.6.4 Induksi Tikus dengan Aloksan
Hari ke-21, Pada kelompok D dan D + CC diinduksi dengan alloxan monohydrate
5 dalam aquades dengan dosis 150 mgkgbb secara intraperitoneal. Setelah tikus diinduksi aloksan, tikus diberi
makanan yang cukup dan dalam waktu 3 x 24 jam pertama dalam air minumnya ditambahkan 40 larutan D-glukosa monohidrat untuk
mencegah hipoglikemia yang berat. Pengukuran kadar glukosa darah dilakukan 7 hari setelah diinduksi aloksan hari ke-28. Hanya tikus
dengan glukosa darah 200 mgdL yang digunakan pada percobaan ini.
3.6.5 Pemberian Ekstrak Kayu Manis Terhadap Tikus
Tikus yang dinyatakan DM, dilakukan pemberian ekstrak kayu manis selama 14 hari mulai hari ke 28 sampai hari ke-42 dengan dosis
300 mgkgbbhari, pemberian secara oral dengan menggunakan alat sonde, satu kali dalam sehari.
3.6.6 Pengukuran Sampel
3.6.6.1 Glukosa Darah
Pengambilan glukosa darah dilakukan tiga kali, yaitu pertama saat sebelum pemberian ekstrak, tujuh hari setelah
pemberian ekstrak dan terakhir saat pemberian ekstrak selesai setelah 14 hari. Pengambilan darah dilakukan dengan memotong
sedikit ujung ekor tikus. Sebelum dipotong ekornya, tikus dibius sampai tidak sadarkan diri menggunakan larutan ether secara
inhalasi yang memiliki efek anastesi, hal ini dilakukan untuk mengurangi rasa sakit saat dipotong ujung ekornya. Setelah darah
keluar teteskan pada strip glukosa darah dan diukur dengan glukometer. Pengukuran yang dilakukan adalah untuk mengukur
kadar glukosa darah tikus.
3.6.6.2 Berat Badan
Untuk mendapatkan hasil perbandingan berat badan sebelum dan sesudah pemberian ekstrak, maka setelah tikus dinyatakan DM,
berat badan awal diukur. Selanjutnya pengukuran berat badan tikus dilakukan setiap hari selama 14 hari sejak diberikan ekstrak kayu
manis.
3.6.6.3 Berat Organ Pankreas, Ginjal dan Jantung
Pengukuran berat organ pankreas, ginjal dan jantung dilakukan setelah 14 hari pemberian ekstrak kayu manis. Setelah 14
