Efek Ekstrak Daun Torbangun (Coleus Amboinicus Lour) Terhadap Stres Oksidatif Tikus Diabetes, 2

TRINI SURYOWATI

SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR 2015

Dengan ini saya menyatakan bahwa disertasi yang berjudul Efek Ekstrak Daun Torbangun (Coleus amboinicus Lour) terhadap Stres Oksidatif Tikus Diabetes adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi manapun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir disertasi ini.

Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor.

Bogor, Desember 2015

Trini Suryowati I162110051

RINGKASAN

TRINI SURYOWATI. Efek Ekstrak Daun Torbangun (Coleus amboinicus Lour) Terhadap Stres Oksidatif Tikus Diabetes, Dibimbing oleh RIMBAWAN, MUHAMMAD RIZAL MARTUA DAMANIK, MARIA BINTANG dan EKOWATI HANDHARYANI

Diabetes melitus adalah suatu keadaan dengan kelainan metabolisme karbohidrat, lemak dan protein yang ditandai dengan meningkatnya kadar glukosa darah. Salah satu penyebabnya adalah sering terpapar radikal bebas dan menyebabkan stres oksidatif. Keadaan ini disebabkan karena ketidakseimbangan antara produksi radikal bebas atau Reactive oxygen species (ROS) dengan antioksidan, dan kadar radikal bebas lebih tinggi dibandingkan antioksidan. Stres oksidatif dapat dikurangi dengan pemberian antioksidan. Ekstrak etanol daun torbangun (Coleus amboinicus Lour) adalah salah satu sumber antioksidan.

Penelitian ini bertujuan untuk: (1) menganalisis kandungan komponen kimia dan zat gizi dalam daun torbangun; (2) mengevaluasi aktivitas antioksidan dalam daun torbangun; (3) mengevaluasi daya hambat enzim α-glukosidase; (4) mengevaluasi pengaruh konsumsi ekstrak daun torbangun pada kadar glukosa dan profil lemak darah tikus diabetes; (5) mengevaluasi pengaruh konsumsi ekstrak daun torbangun pada radikal bebas, antioksidan enzimatis dan enzim glukokinase tikus diabetes; (6) mengevaluasi pengaruh konsumsi ekstrak daun torbangun pada

sel -pankreas tikus diabetes

Penelitian ini dirancang dalam 3 tahap yaitu (1) uji komponen kimia, antioksidan dan zat gizi dalam daun torbangun; (2) uji daya hambat enzim α -glukosidase dan aktivitas antioksidan dalam daun torbangun; (3) uji aktivitas ekstrak daun torbangun pada stres oksidatif tikus diabetes meliputi: (3.1) uji pengaruh konsumsi ekstrak daun torbangun pada kadar glukosa dan profil lemak darah tikus diabetes; (3.2) uji pengaruh konsumsi ekstrak daun torbangun pada antioksidan enzimatis, profil lipid dan enzim glukokinase tikus diabetes; (3.3) uji

pengaruh konsumsi ekstrak daun torbangun pada sel -pankreas tikus diabetes Hasil penelitian uji kualitatif menunjukkan bahwa daun torbangun mempunyai 40 komponen kimia, dalam batang bagian atas mengandung 15 komponen kimia dan dalam akar mengandung 40 komponen kimia. Kandungan antioksidan quersetin sebesar 0.02 mg/g dalam simplisia daun torbangun. Pada pengujian antioksidan dalam ekstrak etanol daun dengan menggunakan metode DPPH memiliki nilai IC50 247.942 ppm dengan standar vit C 1 ppm dan

mempunyai daya hambat enzim α-glukosidase pada nilai IC50 >100 ppm dengan

standar glukobay 0.264 ppm. Konsumsi ekstrak daun torbangun dosis 620 mg/kg BB selama 14 hari dapat menurunkan kadar glukosa darah tikus percobaan diabetes tipe 2 secara signifikan (p<0.05) sebesar 49.097% dan menurunkan profil lemak darah, peningkatan kadar enzim katalase secara signifikan (p<0.05), dan terjadi kecenderungan peningkatan antioksidan enzimatis SOD serta GPx. Sedangkan konsumsi ekstrak daun torbangun dosis 930 mg/kgBB terjadi penurunan kadar MDA dalam jaringan hati dan peningkatan kadar enzim glukokinase dalam sel darah tikus diabetes. Pengaruh pemberian konsumsi ekstrak daun torbangun dosis 620 mg/kg BB selama 14 hari perlakuan dapat memperbaiki lesio sel endokrin khususnya sel -pankreas tikus diabetes akibat induksi STZ, sehingga sekresi insulin dapat ditingkatkan.

Oxidative Stress Diabetic Rats. Guided by RIMBAWAN, MUHAMMAD RIZAL MARTUA DAMANIK, MARIA BINTANG and EKOWATI HANDHARYAN.

Diabetes mellitus is a disturbances of carbohydrate, lipid and protein metabolism which is characterized by increasing blood glucose level. One of illness causes is free radical and increase oxidative stres. This condition caused by the imbalance between the production of free radicals or ROS and the antioxidants; the level of free radicals is higher than the antioxidants. It can be reduced by antioxidants found is torbangun (Coleus amboinicus Lour) leaves ethanol extract.

Therefore, due to this concern, the aim of this research were: (1) study the chemical component and nutrition component of torbangun leaves; (2) study the antioxidant component in torbangun leaves; (3) analysis the alpha glucosidase inhibitory activity in torbangun leaves; (4) analysis the effect of consumption of torbangun leaves ethanol extract on blood glucose level and lipid profile of diabetic rats; (5) analysis the effect of consumption of torbangun leaves ethanol extract on antioxidant enzymes and glucokinase in diabetic rats; (6) analysis the effect of consumption of torbangun leaves ethanol extract on pancreatic -cells diabetic rats.

The study was designed in three stages: (1) qualitative test of chemical, antioxidant and nutrition component of torbangun leaves; (2) analysis of α -glucosidase inhibitory and antioxidant activity in torbangun leaves; (3) analysis of torbangun leaves ethanol extract activity on oxidative stress diabetic rats, consist of: (3.1) evaluation the effect of consumption of torbangun leaves ethanol extract on blood glucose and lipid profile of diabetic rats; (3.2) evaluation the effect of consumption of torbangun leaves ethanol extract on antioxidant enzymes, lipid profile and glucokinase enzyme in diabetic rats; (3.3) evaluation the effect of consumption of torbangun leaves ethanol extract on pancreatic -cells diabetic rats.

The result of the study indicated that qualitative analysis of torbangun leaves showed forty chemicl components, the stems showed fiveteen components and the roots showed forty components. Quercetin antioxidant level 0.02 mg/g in torbangun leaves simplicia. The DPPH resulted that of torbangun leaves ethanol extract obtained by IC50 247.942 ppmwhen compared with ascorbic acid standart

was 1 ppm. IC50 values inhibition of α-glucosidase extract was >100 ppm when

compared with standard drug Glukobay 0.264 ppm. The results showed that consumption of torbangun leaves ethanol extract doses 620 mg/kg body weight for 14 days exhibited lowering blood glucose levels 49.097% in type 2 diabetic model rats significantly (p<0.05) and decreased of lipid profile, increased the Catalase enzymes significantly (p<0.05), and SOD, GPX activities. In torbangun leaves ethanol extract doses 930 mg/kg body weight exhibited decrease level of MDA in liver tissue and increase of glucokinase enzymes in blood diabetic rats. The consumption of torbangun leaves ethanol extract doses 620 mg/kg BB showed the maintenance of architecture of pancreatic -cells rats.

©Hak Cipta milik IPB, tahun 2015

Hak Cipta dilindungi Undang-Undang

Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan IPB

Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis ini dalam bentuk apa pun tanpa izin IPB

TRINI SURYOWATI

Disertasi

sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Doktor

pada

Program Studi Ilmu Gizi Manusia

SEKOLAH PASCASARJANA

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

2015

Penguji pada Ujian Tertutup:

1. Dr. drh. Adi Winarto 2. Dr. Katrin Rosita, SP, MSi. Penguji pada Sidang Promosi:

1. Dr. dr. Aris Wibudi, SpPD, KEMD. 2. Dr. drh. Adi Winarto

diselesaikan. Judul yang dipilih adalah “Efek Ekstrak Daun Torbangun (Coleus amboinicus Lour) terhadap Stres Oksidatif Tikus Diabetes”.

Penulis mengucapkan terimakasih dan penghargaan yang setinggi-tingginya kepada Dr Rimbawan selaku Ketua Komisi Pembimbing, beserta Anggota Pembimbing yaitu Prof Dr drh Muhammad Rizal Martua Damanik, MRepSc, Prof Dr drh Maria Bintang, MS, dan Prof Dr drh Ekowati Handharyani, Msi yang telah memberikan bantuan, arahan, bimbingan dan motivasi selama penelitian dan penulisan disertasi ini. Terimakasih juga penulis sampaikan kepada Prof Dr drh Dondin Sajuthi, MST dan Dr. Ir Lilik Kustiyah, MS sebagai pembahas pada kolokium, Dr Ir I Made Artika, M.App.Sc dan Prof Dr Ir Faisal Anwar sebagai penguji pada Ujian Kualifikasi (Lisan), Dr drh Adi Winarto dan Dr Katrin Roosita, SP MSi sebagai penguji luar komisi pada ujian tertutup.

Ucapan terimakasih dan penghargaan yang tinggi penulis sampaikan kepada Dr Ir Arif Satria, MS sebagai Dekan Fakultas Ekologi Manusia dan Dr Rimbawan selaku Kepala Departemen Gizi Masyarakat serta Prof Dr Ir Ali Khomsan, MS selaku Ketua Program Studi Ilmu Gizi Manusia FEMA IPB. Pada kesempatan ini penulis juga menyampaikan ucapan terimakasih yang tulus disertai penghargaan kepada Guru Besar dan Bapak/Ibu Dosen Departemen Gizi Masyarakat FEMA IPB yang telah memberikan wawasan keilmuan selama penulis menuntut ilmu di IPB, serta kepada pengelola dan staf yang sudah banyak membantu dan memberikan layanan yang baik selama penulis menjadi mahasiswa.

Ucapan terimakasih dan penghargaan yang tinggi penulis sampaikan kepada bapak Dr drh Adi Winarto beserta putra terkasih yang telah meluangkan waktu untuk berdikusi dan membantu selama penulis melakukan penelitian di Rumah Sakit Hewan IPB. Demikian juga kepada dr Tjandragita Sidharta yang telah memberi dorongan dan semangat selama penulis menempuh pendidikan.

Penulis juga mengucapkan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada Dr. Maruarar Siahaan, SH MH sebagai Rektor UKI Jakarta dan dr Marwito Wiyanto, MS sebagai Dekan FK UKI, Prof Dr Dra Rondang Soegianto, MSc selaku Kepala Departemen Biokimia FK UKI yang telah memberikan kesempatan kepada penulis untuk menempuh studi di sekolah Pasca Sarjana IPB. Demikian juga kepada dr Angkasa Sebayang, MS selaku mantan dekan FK UKI (periode 2004-2013), Ibu Minarni beru Perangin Angin, Bapak Edwin Winston Jacobs, dr Wawat Hartiaswati, MS PHK, dr Sarsanto Wibisono Sarwono, SpOG, Prof Dr drh Reviany Widjayakusuma, MSc, dr Sri Udaneni Wahyudi, MS SpMK, Dr dr Leane Suniar, MS SpGK, dr Elizabet Widjaya, drg Merry Sibarani, SpKG yang telah membantu mempersiapkan daun torbangun untuk penelitian. Terimakasih juga kepada rekan-rekan dosen di FK UKI atas dukungan dan doa yang telah diberikan.

Ucapan terimakasih juga disampaikan kepada Direktur Rumah Sakit Hewan IPB beserta staf atas ijin dan pelayanan yang baik selama penulis melakukan penelitian, dan Laboratorium Pusat Studi Satwa Primata IPB, Laboratorium Biokimia FK UI, Laboratorium Biofarmaka serta Laboratorium Pengujian Hasil

Hutan Pusat Litbang Hasil Hutan Bogor. Terimakasih dan penghargaan yang tinggi juga disampaikan kepada Ibu Kiki, Bapak Soleh, Ibu Ina, Ibu Wiwi, Ibu Wiwin atas segala bantuannya selama penulis melakukan penelitian dan analisa di laboratorium. Terimakasih juga penulis ucapkan kepada Dr Tiurma Sinaga atas motivasi yang selalu disampaikan. Pada kesempatan ini penulis juga mengucapkan terimakasih atas kebaikan, ketulusan, dukungan dari teman-teman seperjuangan di pendidikan S3 IPB, pada kakak kelas Ibu Wiwik, Ibu Dewi, Bapak Ali Rosidi, Bapak Nurahman, Bapak Widodo, Bapak Mansur, Bpak Muksin, Ibu Tetty, Ibu Nia, Ibu Betty dan teman-teman GMA 2011 Ibu Nurul, Ibu Dara, Ibu Sri Yuni serta sahabat-sahabat Pasca GMA lainnya yang telah memberikan semangat dan kekuatan baru dalam menyelesaikan pendidikan S3 di IPB. Semoga persahabatan yang indah tetap terjalin meskipun kita sudah kembali ke institusi masing-masing.

Ungkapan terimakasih yang tulus juga penulis sampaikan kepada orang tua terkasih Bapak Slamet Anantoputro, SH dan ibu, atas doa, kasih sayang dan bekal ilmu yang diberikan sehingga ananda dapat menyelesaikan pendidikan. Terimakasih kepada adik-adik dan seluruh keponakan atas dukungan dan doanya. Terimakasih juga kepada keluarga besar mertua (Alm.) Abdoelrachman dan (Almh.) Oemi Martin beserta seluruh kakak dan keponakan.

Ucapan terimakasih yang tak terhingga penulis sampaikan kepada suami tercinta Ir Sapto Tranggono, MBA dan anak-anakku Ir Bharian Tranggono dan Ghanaru Tranggono atas doa, kasih sayang, kesabaran, dukungan dan perhatian yang tulus selama penulis menempuh pendidikan S3 di IPB.

Penulis menyadari bahwa disertasi ini masih belum sempurna, namun demikian saran dan masukan dari berbagai pihak untuk penyempurnaa hasil penelitian ini sangat diharapkan. Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.

Bogor, Desember 2015 Trini Suryowati

DAFTAR ISI

DAFTAR ISI ix

DAFTAR TABEL x

DAFTAR GAMBAR x

DAFTAR LAMPIRAN xi

1. PENDAHULUAN 1

Latar Belakang 1

Perumusan Masalah dan Kebaruan (Novelty) Penelitian 2

Tujuan 2

Manfaat 3

Hipotesis 3

Ruang Lingkup Penelitian 3

2. TINJAUAN PUSTAKA 5

Diabetes Melitus 5

Stres Oksidatif 6

Antioksidan 7

Insulin 9

Pengobatan Diabetes Melitus 11 Hewan Model Diabetes Melitus 11 Torbangun (Coleus amboinicus Lour) 12

3. BAHAN DAN METODE PENELITIAN 15

Waktu dan Tempat 15

Bahan dan Alat 15

Pelaksanaa Penelitian 15

Rancangan Percobaan dan Analisis Data 20

Ethical Clearance 20

4. IDENTIFIKASI KOMPONEN KIMIA DAN AKTIVITAS ANTIOKSIDAN DALAM TANAMAN TORBANGUN

(Coleus amboinicus Lour) 21

Pendahuluan 22

Metode 23

Hasil dan Pembahasan 24

Simpulan 31

5. EFEK EKSTRAK DAUN TORBANGUN (Coleus

amboinicus Lour) SEBAGAI ANTIOKSIDAN PADA

HATI TIKUS DIABETES 32

Pendahuluan 33

Metode 34

Hasil dan Pembahasan 36

6. AKTIVITAS ANTIHIPERLIPIDEMIK EKSTRAK DAUN TORBANGUN (Coleus amboinicus Lour) PADA TIKUS

DIABETES INDUKSI STREPTOZOTOCIN 41

Pendahuluan 41

Metode 42

Hasil dan Pembahasan 42

Simpulan 45

7. PEMBAHASAN UMUM 46

Keterbatasan Penelitian 49

Implikasi penelitian 49

8. SIMPULAN DAN SARAN 50

Simpulan 50

Saran 50

DAFTAR PUSTAKA 52

LAMPIRAN 61

1. Hasil analisis fitokimia Plectranthus amboinicus Lour 13 2. Komposisi asam amino amino dalam Plectranthus amboinicus

Lour dan rekomendasi WHO. 13 3. Komposisi vitamin dalam daun, batang, akar dalam Plectranthus

amboinicus Lour dan rekomendasi WHO untuk dewasa 14

4. Karakteristik simplisia daun torbangun 24 5. Antioksidan dalam ekstrak daun torbangun 25 6. Identifikasi senyawa kimia daun torbangun 26 7. Identifikasi senyawa kimia dahan torbangun 28 8. Identifikasi senyawa kimia akar torbangun 29

9. Perubahan kadar glukosa darah pada tikus normal dan diabetes

galur Spargue Dawley 36

10. Efek ekstrak daun torbangun pada perubahan antioksidan enzimatis dalam hati tikus normal dan diabetes galur Sprague

Dawley 37

11. Efek ekstrak daun torbangun pada enzim glukokinase dan kadar malondialdehida tikus normal dan diabetes galur Sprague Dawley 38 12. Efek ekstrak etanol daun torbangun pada berat badan tikus galur

Sprague Dawley 43 13. Efek ekstrak etanol daun torbangun pada profil lemak dalam

darah tikus diabetes. 44

DAFTAR GAMBAR

Halaman

1. Kerangka pemikiran 4

2. Peran polifenols pada diabetes 8 3. Peran komponen flavonol pada diabetes 9 4. Kontrol ionik pada sekresi insulin 10 5. Daun torbangun 12

6. Bagan alir tahap penelitian 16

7. Pelaksanaan penelitian pada hewan coba 18 8. Kromatogram senyawa kimia daun torbangun 26 9. Kromatogram senyawa kimia dalam dahan torbangun 28 10.Kromatogram senyawa kimia dalam akar tanaman torbangun 29 11.Gambaran histopatologi pankreas tikus galur Sprague Dawley

Kelompok D dan N 39

12.Gambaran histopatologi pankreas tikus galur Sprague Dawley

Kelompok D-T1 dan D-T2 39

13. Gambaran histopatologi pankreas tikus galur Sprague Dawley

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman 1. Uji kontras parameter pada tikus galur Sprague Dawley 62

2. Dokumentasi penelitian 65

ARE : Antioxidant Response Element DNA : Deoxyribo Nucleic Acid DPPH : 1,1-Diphenyl-2-picrylhydrazyl GAE : Galic Acid Equivalent

GPx : Glutathione Peroxidase IC50 : Inhibition Concentration 50%

MDA : Malondialdehyde

Nrf2 : Nuclear factor-erythroid 2-related factor 2. PI3K : Phosphatidylinositol-3-kinase

PKC : Protein Kinase C

RNS : Reactive Nitrogen Species ROS : Reactive Oxygen Species BB : Berat Badan

GD : Glukosa Darah

SOD : Super Oksida Dismutase Cat : Catalase

MDA : Malondialdehida

HDL : High Density Lipoprotein TG : Trigliserida

GLK : Glukokinase Q : Quersetin

N : Normal

D : Diabetes

T : Torbangun

1.

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Berdasarkan laporan penelitian epidemiologi terdapat kecenderungan peningkatan angka prevalensi Diabetes Melitus (DM) tipe 2 di seluruh dunia, dan Indonesia menempati urutan keempat terbesar (WHO 2003). Estimasi dari International Diabetes Federation (IDF) terdapat 382 juta jiwa penyandang DM di dunia pada tahun 2013 dan 175 juta diantaranya belum terdiagnosis, sehingga terancam mengalami komplikasi. Diperkirakan akan terjadi peningkatan menjadi 592 juta jiwa pada tahun 2035 (IDF 2014).

Hasil Riset Kesehatan Dasar 2007 melaporkan bahwa penyandang DM di Indonesia pada tahun 2000 sekitar 8.4 juta jiwa, dan diperkirakan pada tahun 2030 akan meningkat menjadi 21.3 juta jiwa. Sedangkan pada laporan Riskesdas 2013 terjadi peningkatan prevalensi penyandang DM dari 1.1 persen pada tahun 2007 menjadi 2.1 persen pada tahun 2013.

Diabetes Melitus (DM) adalah suatu gangguan metabolisme dalam tubuh yang ditandai dengan tingginya kadar glukosa dalam darah karena ada kelainan jalur metabolisme karbohidrat, lemak dan protein yang disebabkan kerusakan sekresi insulin, kerja insulin atau kedua-duanya. Jika hormon insulin kurang atau tidak tersedia didalam tubuh, maka glukosa yang berada dalam darah tidak dapat masuk ke dalam sel sehingga menyebabkan kondisi tingginya kadar glukosa dalam darah atau hiperglikemia. Kondisi tersebut akan menyebabkan reaksi autooksidasi glukosa, glikasi protein dan aktivasi jalur metabolisme poliol yang akan mempercepat pembentukan radikal bebas serta menyebabkan terbentuknya stres oksidatif (Jameson 2010).

Stres oksidatif merupakan kondisi ketidakseimbangan antara produksi radikal bebas atau Reactive oxygen species (ROS) dengan antioksidan, dan kadar radikal bebas lebih tinggi dibandingkan antioksidan (Kurkcu et al. 2010). Tingginya stres oksidatif yang berlangsung lama akan menimbulkan peroksidasi lipid membran sel, reaksi auto oksidasi, apoptosis, kerusakan deoxyribo nucleic acid (DNA) dan menyebabkan timbulnya penyakit degeneratif salah satunya adalah diabetes (Khotari et al. 2010). Berbagai hasil studi menyebutkan bahwa komplikasi yang terjadi pada kadar glukosa yang tidak terkontrol adalah gangguan pembuluh darah, penyakit mata, saraf, ginjal dan jantung (Shivani dan Sunil. 2013).

Mengingat dampak negatif dari penyakit diabetes sangat luas terhadap masa depan suatu bangsa, maka diperlukan upaya terintegrasi untuk penanggulangannya. Upaya untuk menanggulangi tingginya penyandang kadar glukosa dalam darah tinggi adalah dengan menggali potensi kekayaan alam Indonesia yang memiliki keaneka ragaman hayati untuk menjaga kesehatan dan dapat berperan sebagai agent antihiperglikemia (Hsieh et al. 2010).

Salah satu daun yang diketahui bermanfaat adalah daun torbangun (Coleus amboinicus Lour) yang mengandung vitamin C, B1, B12, beta karoten, niasin, karvakrol, kalsium, asam-asam lemak, asam oksalat dan serat (Vismanathaswamy et al. 2011; Nadernejad et al. 2012). Aktifitas antioksidan daun tersebut sudah dilaporkan bermanfaat untuk pengobatan tradisional pada alergi kulit, diare, demam (Luckoba et al. 2006; Khattak et al. 2013), dan dapat

menurunkan nyeri premenstruasi (Devi et al. 2010; Pramadya et al. 2010) serta meningkatkan ASI (Damanik et al. 2001, 2004, 2006; Damanik 2009, Santosa et al. 2002). Ekstrak daun torbangun dilaporkan berperan sebagai senyawa antihiperglikemia dengan memperbaiki kelainan metabolisme karbohidrat, lemak dan meningkatkan konsentrasi kalsium intraseluler pada tikus. Mekanisme yang terjadi diketahui melalui peningkatan sekresi insulin dan enzim yang berperan dalam metabolisme glukosa (Viswanathaswamy et al. 2011). Salah satu antioksidan yang berperan sebagai senyawa antihiperglikemia adalah quersetin, dengan cara menghambat reaksi glikasi non enzymatis dengan protein (Lukacinova et al. 2008), dan bereaksi dengan radikal bebas pada tikus yang diinduksi Streptozotocin (Atef 2011). Berdasarkan uraian diatas peneliti tertarik untuk mengkaji potensi ektrak daun torbangun (Coleus amboinicus Lour), sebagai senyawa yang dapat menghambat aktifitas radikal bebas pada tikus diabetes.

Perumusan Masalahdan kebaruan (Novelty) Penelitian

Meningkatnya penyandang DM di beberapa propinsi merupakan masalah kesehatan di Indonesia. Kadar glukosa dalam darah yang tinggi akan meningkatkan radikal bebas, dan menimbulkan kondisi stres oksidatif. Dampak yang ditimbulkan adalah kerusakan jaringan dan penyakit degeneratif salah satunya adalah diabetes.

Pemberian STZ pada normoglikemia akan menyebabkan kerusakan pada sel -pankreas, dan menyebabkan hiperglikemia dan hiperlipidemia serta meningkatkan stres oksidatif (Kavishankar et al. 2011). Salah satu daun yang mempunyai potensi menurunkan kadar glukosa darah adalah daun torbangun (Coleus amboinicus Lour) pada hewan percobaan (Viswanathaswamy et al. 2011). Berdasarkan permasalahan di atas, maka perlu dilakukan analisa kandungan komponen kimia dan potensi antioksidan dalam daun torbangun serta eksperimen laboratorium pada hewan percobaan. Masalah yang berkaitan dengan pemberian ekstrak daun torbangun pada tikus diabetes adalah: Bagaimana mekanisme penurunan stres oksidatif dan sintesis antioksidan ezimatis serta

perlindungan terhadap sel -pankreas pada tikus diabetes setelah pemberian ekstrak daun torbangun?

Penelitian ini mempunyai kebaruan yaitu : (1) menurunkan stres oksidatif dan meningkatkan sintesis antioksidan enzimatis, (2) ekstrak daun torbangun mengandung antioksidan quersetin yang berperan dalam antihiperglikemia dan antihiperlipidemia, (3) mempunyai potensi menghambat penyerapan glukosa di dinding usus halus sehingga menurunkan kadar glukosa dalam darah, (4) melindungi sel -pankreas tikus diabetes yang terinduksi STZ.

Tujuan Penelitian

Tujuan umum dari penelitian ini adalah mengkaji potensi antioksidan dalam ekstrak daun torbangun (Coleus amboinicus Lour) sebagai senyawa antihiperglikemik dan dapat menurunkan stres oksidatif pada tikus diabetes. Adapun tujuan khusus penelitian ini adalah :

2. Mengevaluasi aktivitas antioksidan dalam daun torbangun.

3. Mengevaluasi daya hambat enzim α-glukosidase dalam daun torbangun

4 Mengevaluasi pengaruh konsumsi ekstrak daun torbangun pada kadar glukosa dan profil lemak darah tikus diabetes

5. Mengevaluasi pengaruh konsumsi ekstrak daun torbangun pada radikal bebas, antioksidan enzimatis dan enzim glukokinase tikus diabetes

6. Mengevaluasi pengaruh konsumsi ekstrak daun torbangun pada sel pankreas tikus diabetes.

Manfaat

Memberikan wawasan pada masyarakat tentang manfaat daun torbangun sebagai senyawa antihiperglikemia yang juga berperan dalam menurunkan stres oksidatif dan resiko Diabetes Melitus.

Hipotesis

Ho : pemberian ekstrak daun torbangun tidak berpengaruh terhadap kadar glukosa dalam darah dan stres oksidatif serta morfologi pankreas tikus diabetes

H1: pemberian ekstrak daun torbangun berpengaruh terhadap kadar glukosa dalam darah dan stres oksidatif serta morfologi pankreas tikus diabetes.

Ruang Lingkup Pemikiran

Diabetes melitus (DM) adalah suatu gejala kelainan dalam tubuh yang ditandai dengan tingginya kadar glukosa dalam darah (hiperglikemia) dan adanya glukosa dalam air urin serta profil lipid dalam darah. Kadar glukosa dalam darah yang tinggi akan memicu terbentuknya radikal bebas dan menimbulkan stres oksidatif. Keadaan tersebut karena terjadi ketidakseimbangan antara produksi radikal bebas dengan antioksidan, dan kadar radikal bebas lebih tinggi dibandingkan antioksidan. Faktor-faktor yang berperan berasal dari internal maupun eksternal. Faktor internal seperti genetik, umur, oksidasi fosforilasi, proses patofisiologi, dan faktor eksternal seperti asupan makanan, patogen, sinar ultra violet dan bahan kimia. Faktor internal utama yang menimbulkan stres oksidatif adalah dalam oksidasi fosforilasi untuk membentuk energi (ATP) dalam sel menghasilkan produk samping adalah radikal bebas.

Tubuh sebenarnya mempunyai kemampuan untuk menetralisir radikal bebas dengan cara membentuk antioksidan endogen seperti katalase, GPx dan SOD. Antioksidan tersebut akan menangkal atau meredam dampak negatif radikal bebas dalam tubuh dengan cara mendonorkan elektronnya kepada radikal bebas sehingga aktivitasnya bisa dihambat. Mekanismenya dengan cara mendonorkan elektronnya baik pada tahap inisiasi, propagasi maupun tahap terminasi.

Hewan percobaan DM dibuat melalui beberapa cara yaitu pankreaktomi, induksi senyawa kimia (diabetogenik) dengan streptozotosin (STZ), aloksan asam dehidroaskorbat, asam dialurat, asam ksanturenat, induksi virus (Agung 2006).

Peran STZ pada sel -pankreas mengakibatkan perubahan kadar insulin dan kadar glukosa dalam darah. Dua jam setelah injeksi STZ pada tikus dewasa

dengan dosis 60 mg/kg BB menyebabkan kerusakan sel pankreas, dan menginduksi DM dalam waktu 2-4 hari (Akbarzadeh et al. 2007). Penentuan diagnosis DM apabila dalam waktu 2-4 hari sesudah induksi STZ, kadar glukosa

darah sewaktu dalam plasma ≥ β00 mg/dL (Hussain 2002).

Tingginya kadar glukosa dalam darah menyebabkan kerusakan sel -pankreas, dan terganggunya sekresi insulin serta meningkatnya profil lemak dalam darah. Keadaan tersebut menyebabkan terbentuknya radikal bebas dan mengganggu metabolisme, serta meningkatkan stres oksidatif sehingga memicu komplikasi mikro dan makro vaskuler (Boutabet 2011). Gambar 1 menjelaskan efek ekstrak daun torbangun pada tikus diabetes sebagai senyawa hipoglikemia, antioksidan, biostimulator dan antidiabetik.

Gambar 1. Kerangka Pemikiran

Kondisi stres oksidatif berpengaruh pada menurunnya fungsi sel -pankreas dan sensitifitas insulin, sehingga menimbulkan suatu keadaan sindrom kelainan metabolik DM. Kondisi stres oksidatif memerlukan antioksidan dari luar (eksogen). Antioksidan dari luar diantaranya daun torbangun sebagai biostimulator, karena mengandung vitamin dan hasil metabolit sekunder (flavonoid, terpenoid, saponin, steroid, tannin dan minyak volatile) sebagai antioksidan. Kandungan serat (fiber) dan asam askorbat memiliki efek

antidiabetik dan -sitosterol- -D-glucoside dengan efek hipoglikemik (Vismanathaswamy et al. 2011). Berkurangnya kadar glukosa darah akan menurunkan risiko terjadinya stres oksidatif pada sel dan jaringan (Stangeland et al. 2007). Antioksidan yang terdapat dalam ekstrak daun torbangun, seperti asam askorbat dapat menghambat terjadinya stres oksidatif dengan menurunkan produksi enzim ALP (Shenoy et al. 2012). Ekstrak daun torbangun diharapkan dapat dikembangkan sebagai fitofarmaka, dan dimanfaatkan dalam managemen kadar glukosa darah dalam menghambat komplikasi lebih lanjut (Gayathri 2011).

Normoglikemia STZ

Hiperglikemia & hiperlipidemia

Stres oksidatif

Fungsi sel β

pankreas

Sensitifitas insulin

Diabetes Melitus

Ekstrak torbangun

Efek hipoglikemik & hipolipidemik

Efek antioksidan

Biostimulator (regulator)

2.

TINJAUAN PUSTAKA

Diabetes Melitus

Diabetes melitus (DM) adalah suatu kelainan metabolisme yang ditandai dengan banyak kencing, banyak minum dan banyak makan yang disebabkan oleh karena tingginya kadar glukosa dalam darah (hiperglikemia). Pada saat kadar glukosa melebihi kapasitas sel-sel tubulus melakukan reabsorbsi, glukosa akan mengalir di urin sehingga terjadi glukosuri. Hal ini disebabkan oleh efek diuresis osmotik dari glukosa dalam tubulus ginjal. Sedangkan gejala polidipsi disebabkan oleh keadaan dehidrasi akibat dari gejala poliuria. Penurunan pemakaian glukosa dan protein oleh tubuh menyebabkan berkurangnya berat badan dan timbul gejala polipagia. Selanjutnya muncul gejala astenia (kurang energi) yang disebabkan oleh hilangnya protein tubuh, dan badan terasa lemah, anoreksia, kesemutan, mata kabur, mialgria (Jung et al. 2013).

Keadaan hiperglikemia dengan kadar glukosa diatas 160-180 mg/dL karena terjadi gangguan sekresi insulin dan kerja insulin. Sehingga menyebabkan ketidaknormalan metabolisme karbohidrat, lemak dan protein, hormon glukagon, kortisol dan hormon pertumbuhan (Gayathri et al. 2011). Kriteria kadar glukosa darah penderita diabetes menurut PERKENI 2006 adalah bahwa kadar glukosa

darah sewaktu ≥ β00 mg/dL (11,1 mmol/L) dan kadar glukosa darah puasa ≥

126 mg/dL (7,0 mmol/L) serta kadar glukosa plasma 2 jam pada Test Toleransi

Glukosa Oral (TTGO) ≥ β00 mg/dL (11,1 mmol/dL).

Klasifikasi DM menurut World Health Organization (WHO) tahun 2008 dan Departement of Health and Human Service USA (2007) terbagi dalam 3 bagian yaitu diabetes tipe 1, diabetes tipe 2, dan diabetes gestational. Sedangkan klasifikasi DM menurut American Diabetes Association (2008) terbagi 4 bagian diantaranya DM tipe 1, DM tipe 2, DM gestasional dan pre diabetes.

Kategori DM tipe 1 atau diabetes juvenile terjadi pada anak-anak remaja (< 40 tahun) dan orang dewasa yang non obesitas karena tidak terdapat insulin dalam sirkulasi darah dan glukagon plasma meningkat, serta sel_‐sel ß-pankreas gagal merespons semua stimulus insulinogenik. Kerusakan sel-sel -pankreas dimediasi oleh mekanisme autoimun dan berkaitan dengan gen major histocompatibility complex (MHC). Antigen yang mengganggu kerentanan proses autoimun adalah virus dan toksin, sehingga perlu insulin eksogen untuk memperbaiki katabolisme, menurunkan hiperglukagonemia dan peningkatan kadar glukosa darah (IDF 2014).

Faktor penyebab DM tipe 2 pada orang dewasa (> 40 tahun) karena insulin tidak mencukupi, obesitas dan defisiensi respons sel ß pankreas terhadap glukosa. DM gestasional terjadi pada usia kehamilan trimester II atau III setelah usia kehamilan 3 atau 6 bulan, karena hambatan kerja insulin oleh hormon plasenta sehingga terjadi resistensi insulin (WHO 2008). Keadaan pra_‐diabetes ditandai dengan naiknya kadar glukosa darah melebihi normal tetapi belum cukup tinggi untuk dikatakan DM. Pasien dinyatakan sebagai penyandang DM jika pernah didiagnosis menderita kencing manis oleh dokter atau belum pernah didiagnosis menderita kencing manis oleh dokter tetapi dalam 1 bulan terakhir mengalami gejala-gejala (Riskesdas 2013).

Kadar glukosa darah yang tinggi menyebabkan rusaknya pembuluh darah, syaraf dan struktur internal lainnya. Komplikasi yang terjadi dari diabetes melitus dapat dibedakan menjadi komplikasi akut, komplikasi jangka pendek, dan komplikasi jangka panjang. Adapun komplikasi akut adalah ketoasidosis diabetika, koma, hiperglikemia, dan hipoglikemia; sedangkan komplikasi jangka pendek meliputi disfungsi syaraf dan lensa mata, aterosklerosis, perubahan pada dinding pembuluh darah; dan komplikasi jangka panjang adalah retinopati, nefropati, neuropati dan neuropati multipel atau disfungsi otak (Kavishankar et al. 2011),

Kadar glukosa darah yang tidak terkontrol akan melibatkan penyakit degeneratif, misalnya pada sistem vaskuler dan syaraf. Gangguan kardiovaskuler pada penyandang diabetes merupakan penyebab kematian, dan kerusakan vaskuler di ginjal akan menyebabkan gagal ginjal sedangkan perubahan jaringan akibat auto oksidasi retina mata menyebabkan kebutaan (Renu AK and Mamta K. 2007).

Keadaan hiperglikemia juga mengganggu jalur metabolisme lemak, sehingga menyebabkan kadar lemak dalam darah meningkat dan terjadi aterosklerosis (penimbunan plak lemak pada dinding pembuluh darah). Sirkulasi darah yang tidak lancar pada pembuluh darah besar (makro) bisa mengganggu otak, jantung dan di kaki (makroangiopati). Sedangkan gangguan di pembuluh darah kecil (mikro) bisa melukai mata, ginjal, syaraf dan kulit serta memperlambat penyembuhan luka (Eteng et al. 2009).

Stres Oksidatif

Kadar glukosa dalam darah tinggi (hiperglikemia) akan menyebabkan produksi radikal bebas meningkat. Tingginya produksi radikal bebas melebihi antioksidan enzimatis akan menyebakan stres oksidatif. Timbulnya stres oksidatif dalam penyandang diabetes, bisa secara endogen maupun eksogen. Beberapa faktor pemicu stres oksidatif endogen adalah genetik, usia, oksidasi fosforilasi. Sedangkan pemicu stres oksidatif secara eksogen adalah aktivitas fisik berlebihan, kondisi patologis, asupan makanan yang tidak seimbang, polusi dan sinar ultraviolet.

Radikal bebas endogen adalah molekul yang merupakan hasil metabolisme dalam tubuh, mempunyai agresivitas menyerupai oksidan untuk menarik elektron di sekitarnya. Setiap radikal bebas adalah oksidan, akan tetapi setiap oksidan bukan radikal bebas. Oksidan adalah senyawa penerima elektron atau suatu senyawa yang dapat menarik elektron, sedangkan radikal bebas merupakan molekul yang mempunyai satu atau lebih elektron yang tidak berpasangan. Molekul ini sangat reaktif dan akan menyerang molekul stabil di dekatnya secara berantai sehingga menjadi radikal bebas (Kothari et al. 2010).

Radikal bebas terdiri dari reactive oxygen species (ROS) yang terdiri dari ion superoksida (O2-), hidrogen peroksida (H2O2), radikal bebas hidroksil (OH-),

dan radikal peroksida (OOH-). Sedangkan reactive nitrogen species (RNS) adalah nitic oxide (NO), nitrous oxide (N2O), peroxynitrite (NO3-), nitroxyl anion (HNO) dan peroxynitrous acid (HNO3-) (Marciniak et al. 2009)

Sumber utama ROS dalam sel adalah anion superoksida dan hidrogen yang terbentuk sebagai produk samping metabolisme seluler seperti oksidasi

fosforilasi dalam mitokondria. Satu molekul oksigen direduksi menjadi dua molekul air, dengan transfer 4 elektron melalui 4 tahap. Hal ini karena dua elektron yang tidak berpasangan pada molekul oksigen terletak pada orbit yang berbeda dan menunjukkan angka putaran quantum yang sama. Pada reaksi pembentukan ikatan kovalen, dua elektron harus terletak pada orbit yang sama dan menunjukkan putaran yang berlawanan. Oleh karena itu oksigen hanya mampu menerima elektron tahap demi tahap dan hanya satu elektron tiap tahapnya. Pemindahan elektron yang tidak sempurna mengakibatkan terbentuknya ROS (Waris dan Ahsan, 2006).

Elektron pertama mereduksi oksigen untuk membentuk anion superoksida, dan reduksi berikutnya membentuk hidrogen peroksida serta radikal hidroksil. Elektron terakhir selanjutnya mereduksi radikal hidroksil menjadi air (O2 e O2-*

e _H

2O2 e OH* e H2O) (Marciniak et al., 2009).

Agresivitas radikal bebas dapat diredam oleh antioksidan enzimatis dalam tubuh yaitu super oksida dismutase (SOD), katalase (CAT) dan gluthation peroksidase (GPx). Perubahan superoksida menjadi hidrogen peroksida dilakukan olel enzim SOD, sedangkan hidrogen peroksida menjadi air oleh enzim GPx atau CAT. Apabila kadar antioksidan enzimatis dalam tubuh berkurang maka hidrogen peroksida dapat mengalami reaksi Fenton‟s dengan kehadiran ion besi (Feβ+) untuk menghasilkan radikal hidroksil yang bersifat lebih merusak : H2O2 + Fe2+ Fe3+ + OH-* + OH- (Figueiredo et al. 2008). Radikal bebas akan memicu reaksi peroksidasi lipid pada membran sel, kerusakan pada DNA dan apoptosis. Kerusakan pada jaringan dapat dideteksi dari produk yang dihasilkan yaitu senyawa dialdehida dengan rumus molekul C3H4O2 atau malondialdehida (MDA)

(Marciniak et al. 2009). Pengukuran kadar radikal bebas atau MDA dalam serum dapat dilakukan dengan Test thiobarbituric acidreactivesubtance yang berdasar pemeriksaan reaksi spektrofotometrik (Asok 2010).

Aktifitas antioksidan dalam menangkap radikal bebas melalui beberapa tahap yaitu : meningkatkan antioksidan enzimatis, menghambat enzim prooksidan dan menjaga serangan radikal bebas. Mekanisme peningkatan antioksidan enzim diantaranya meningkatkan enzim SOD, Katalase, GPx, GR, GST, -GSC, NADPH, heat shock protein 70 (HSP70). Sedangkan mekanisme dalam menurunkan aktifitas enzim prooksidan yaitu: menghambat lipooxigenase, cyclooxigenase, thyrosinase, xantioksidase, acetyltransferase, sulfotransferase, menurunkan aktifitas iNOS, myeloperoxidase (MPO). Serangan radikal bebas dapat dikurangi dengan cara meredam radikal hidroksil, radikal superoksida, menurunkan MDA dan lipoperoksidase (Bahadoran et al. 2011).

Antioksidan

Antioksidan adalah molekul yang dapat menetralkan radikal bebas dengan cara menerima dan mendonorkan satu elektron, untuk menghilangkan kondisi

“elektron tidak berpasangan”. Molekul radikal bebas menjadi stabil dan molekul

antioksidan tersebut akan menjadi radikal yang kurang reaktif dibanding molekul radikal bebas semula (Rathore et al. 2011). Kategori antioksidan terdiri dari tiga macam antara lain : 1). antioksidan enzimatik diantaranya superoksida dismutase (SOD), glutathione peroksidase (GPx) dan katalase (Cat); 2) antioksidan alami, berasal dari tanaman atau hewan yaitu antioksidan zat gizi (vitamin C, vitamin E,

beta karoten, vitamin B2, Zn, Cu, Se, protein) dan antioksidan non gizi (fenol, polifenol, tannin); 3) antioksidan sintetis dibuat dari bahan kimia Butylated hroxyanisole (BHA) yang ditambahkan ke dalam makanan untuk mencegah kerusakan lemak (Harris et al. 2011). Gambar 2 menunjukkan peran polifenol dalam tanaman yang berpotensi menjaga kadar glukosa dalam darah dan menurunkan resistensi insulin pada penyandang diabetes, dengan cara menghambat absorbsi glukosa, regulasi metabolisme dan meningkatkan sekresi insulin (Bahadoran et al. 2013).

Inhibitor α –

glukosidase

& α-amilase. Inhibitor SGLT1 & SGLT2 Glukoneogenesis Glikogenesis Glikolisis Insulin (GLUT4), sinyal cAMP Inhibitor apoptosis sel pankreas, regulasi sekresi insulin Absorpsi karbohidrat di usus Regulasi metabolisme karbohidrat

Glukosa di otot dan jaringan adiposa Insulin dan Fungsi sel pankreas

Gambar 2. Peran polifenols pada diabetes ( Bahadoran et al. 2013) Batubara (2012) menyebutkan kandungan mineral yang terdapat dalam daun torbangun diantaranya kalsium, kalium, magnesium, zat besi, selain itu juga

α-tocopherol, -karoten, minyak atsiri, fenol, thymol, karvakrol, forskolin, isopropyl okresol, sinerol, flavonoids, glikosida. Daun torbangun mengandung antioksidan, vitamin C (L-Ascorbit Acid) dan mengandung minyak esensial, yang tersusun atas carvacrol, isoprophyl-o-cresol, phenol dan sineol (Manjamalai et al. 2012), dan berperan pada produksi ASI pada ibu menyusui (Santosa et al. 2002; Damanik 2009).

Kandungan polifenol dalam tanaman yang bermanfaat diantaranya flavonol, flavanol, flavanon, isoflavon, anthocyanidin, flavonon. Salah satu komponen dalam flavonol yaitu quersetin berpotensi dalam manajemen diabetes (Chourasiya et al. 2012). Mekanisme flavonoids sebagai senyawa antidiabetes melalui mekanisme penurunan aktivitas enzim aldose reduktase, perbaikan

Peran polifenols pada diabet

Polifenols dalam tanaman

Kadar glukosa Resistensi insulin

kelenjar pankreas, peningkatan absorbsi kalsium dan produksi insulin (Sandhar et al. 2011).

Komponen dalam kelompok flavonol yaitu quersetin dan qaempferol

telah dilaporkan dapat menjaga fungsi sel pankreas dari kerusakan akibat

induksi STZ, dan diharapkan tidak berdampak lebih lanjut seperti pada penyakit kelainan metabolik (Jeremy et al. 2003). Gambar 3 menjelaskan komponen flavonol mempunyai aktivitas menghambat resistensi insulin, dan menurunkan resiko penyakit kelainan metabolik (Chang et al. 2013).

Reseptor Insulin GLUT

Gambar 3. Peran komponen flavonol pada diabetes (Chang et al. 2013)

Insulin

Insulin berasal dari bahasa Latin insula, disebut pulau dan diproduksi di pulau-pulau Langerhans di ceruk endokri pankreas. Insulin adalah suatu hormon polipeptida yang mengatur metabolisme karbohidrat, lemak dan protein (Bosco et al. 2011). Sintesis insulin di pulau Langerhans diawali dalam bentuk preproinsulin yang mengandung amino-terminal signal sequence sebagai prekursor hormon untuk melewati membran retikulum endoplasma (RE) selama proses translasi. Di dalam RE, bagian sinyal sekuensi secara proteolitik dipotong dari proinsulin, terbentuknya tiga ikatan disulfida pada preproinsulin. Untai C peptida pada proinsulin diputus oleh protease spesifik menjadi insulin dan disimpan dalam beta granula dalam sitoplasma. Sintesis insulin dijelaskan pada Gambar 4.

Otot Adiposa

Hati Jaringan Insulin

dependent glukosa

glukosa lipolisis

Insulin

Resistensi insulin

Penyakit metabolik:

Fatty liver, diabetes, ginjal, hati, syaraf

Pankreas Sel

pankreas

Kelainan sel

Qaemferol Quersetin Pectolinarin

Hiperglikemia/ hiperlipidemia

Sensitifitas insulin

Gambar 4. Sintesis insulin (Caltailer 2004)

Bentuk proinsulin menuju ke dalam RE ditranspor oleh mekanisme kebutuhan energi ke badan Golgi, disekresikan dari granul sekretorik pada sel beta pankreas. Apabila granul Golgi terlihat pucat berarti beta granul belum matang. Beta granul terdapat dalam badan Golgi dibebaskan ke dalam sitoplasma dan mineral Zn masuk ke dalam beta granul. Insulin dalam beta granul ditranspor ke dalam bentuk kristal (beta granul) yang matang (Selvaraj et al. 2012).

Insulin sangat berperan dalam metabolisme karbohidrat, lemak, protein, ekpresi genetik dan regulasi pertumbuhan. Insulin digunakan dalam sindrom DM tipe 1 karena kekurangan absolut hormon tersebut dengan cara disuntikkan dibawah kulit (subkutan). Pada saat produksi insulin rendah atau kebal insulin pada sindrom DM tipe 2 diperlukan pengaturan insulin, apabila pengobatan lain kurang efektif untuk mengendalikan kadar glukosa dalam darah (Zochodne 2012).

Hormon insulin berperan pada transportasi nutrisi spesifik dari darah ke dalam sel atau dengan mengubah aktivitas enzim-enzim yang terlibat dalam jalur metabolik. Aktivitas sel target hormon insulin yaitu sel hati, sel lemak, dan otot. Adapun peran insulin pada metabolisme karbohidrat adalah pada transportasi glukosa ke dalam sel, meningkatkan glikogenesis, menghambat glikogenolisis, menghambat glukoneogenesis (Bardy et al. 2013),

Mekanisme kerja hormon insulin pada lemak yaitu menurunkan kadar asam lemak darah dan mendorong pembentukan simpanan trigliserida dalam sel jaringan adiposa. Insulin mengaktifkan enzim-enzim pada pembentukan asam lemak dari turunan glukosa, meningkatkan pemasukan asam-asam lemak dari darah ke dalam sel jaringan adiposa, menghambat lipolisis (Pajouhi et al. 2011).

Mekanisme kerja hormon insulin pada protein yaitu meningkatkan transportasi aktif asam-asam amino dari darah ke dalam otot dan jaringan lain, meningkatkan sintesis protein di dalam sel. Insulin berperan pada lipogenesis melalui peningkatan pemasukan dan penggunaan metabolik glukosa oleh sel adiposa dan juga mengurangi perombakan dan mobilitas penyimpanan lemak (antilipolisis) (Nissa 2012).

Pengobatan Diabetes Melitus

Pengelolaan DM antara lain perencanaan makan (diet), latihan jasmani, penyuluhan dan pemantauan mandiri kadar glukosa darah atau urine serta asupan obat hipoglikemik. Tujuan utama pengelolaan diabetes tersebut mengontrol kadar glukosa darah agar komplikasi tidak berlangsung cepat. Apabila kadar glukosa darah masih tinggi dari normal, diberikan obat hipoglikemik oral. Terdapat tiga faktor penyebab hiperglikemia yaitu sel beta pankreas yang mensekresi insulin, produksi glukosa oleh hati dan sensitivitas jaringan perifer (otot, usus dan hati) terhadap insulin. Obat hipoglikemik oral (OHO) mempunyai titik kerja pada salah satu atau lebih dari ketiga faktor tersebut diatas (He et al. 2015).

Obat hipoglikemik oral (OHO) terbagi menjadi dua kelompok yaitu pada kelompok pertama yang memperbaiki kerja insulin (metformin, glitazone, dan akarbose) di hati, usus, otot dan jaringan lemak. Obat metformin bekerja di perifer otot tidak mempengaruhi pelepasan insulin tetapi meningkatkan respon tubuh terhadap insulinnya sendiri. Glitazon bekerja menekan produksi glukosa oleh hati, dan kerja akarbose menunda penyerapan glukosa di dalam usus.

Kelompok kedua (sulfonilurea, repaglinid dan nateglinide) meningkatkan produksi insulin ke sirkulasi darah. Obat repaglinide meningkatkan sekresi insulin pada sel beta pankreas dan nateglinide sebagai monoterapi atau kombinasi dengan metformin, terbukti sangat efektif memperbaiki HbA1c. Obat golongan sulfonilurea dapat menurunkan kadar glukosa darah dengan merangsang

keluarnya insulin dari sel pankreas, dan efektif pada penderita diabetes tipe β

tetapi tidak efektif pada diabetes tipe 1 (De Jager et al. 2014).

Hewan model Diabetes Melitus

Induksi Steptozotocin

Tikus model DM disiapkan dengan menginjeksikan Streptozotocin (STZ) dosis tunggal 40 mg/kg BB secara intraperitoneal, dan keberhasilan peningkatan kadar glukosa apabila >126 mg/dL pada hari ke-7. Sedangkan tikus non diabetes sebagai kontrol diinjeksi dengan phosphat buffer saline (PBS) dengan pH 7.4.

Streptozotosin (streptozosin, STZ, Zanosar) adalah senyawa hasil sintesis dari Streptomycetes achromogenes yang berfungsi sebagai antibakteri spektrum luas, antitumor, bahan karsinogenik dan dapat menghancurkan sel beta pada pulau Langerhans secara selektif (Cooperstein 1981). Streptozotocin (STZ,2-deoxy-2-(3-(methyl-3-nitrosoureido)-D-glucopyranose) dipergunakan untuk menginduksi DM tipe 1 (IDDM) dan DM tipe 2 (NDDM) (Jung et al. 2011).

STZ pada sel -pankreas menyebabkan perubahan kadar insulin dan kadar glukosa dalam darah. Dua jam setelah injeksi STZ dosis 60 mg/kg BB pada tikus

dewasa menyebabkan kerusakan sel pankreas dan menginduksi DM dalam

waktu 2-4 hari (Akbarzadeh et al. 2007). Injeksi dosis STZ 50 mg/kg BB yang dilarutkan dalam 1 ml aquadest dan pengasaman pH 4-4.5 menggunakan asam sitrat, secara intra peritoneal pada tikus dapat meningkatkan kadar gula darah sampai sekitar 270 mg/dL setelah 2 minggu. Mekanisme STZ dalam sel menghambat siklus Krebs, dan menyebabkan konsumsi oksigen berkurang. Hal ini menyebabkan terjadi pembatasan produk ATP dalam mitokondria dan menyebabkan deplesi nukleotida dalam sel beta pankreas. Berkurangnya kadar

insulin dan menurunnya transportasi glukosa ke dalam sel, metabolisme glikolisis, metabolisme glikogenesis menyebabkan kadar glukosa dalam darah meningkat (Cheng et al. 2005).

Torbangun (Coleus amboinicus Lour)

Tanaman ini banyak dijumpai di seluruh wilayah Indonesia dengan nama yang berbeda-beda, dapat tumbuh secara liar, mudah dikembang-biakkan dengan stek, berakar di tanah yang gembur dan jarang berbunga (Rahayu et al. 2000). Di daerah Jawa, daun tersebut biasa disebut Jinten, di daerah Sunda disebut daun Ajeran, di daerah Batak disebut Bangun-bangun, dan merupakan suatu tumbuhan jenis rumput-rumputan, mempunyai batang dan tangkai berkayu. Tanaman torbangun mudah ditanam di kebun dan daerah dataran rendah sampai ketinggian 1000 meter diatas permukaan laut. Tanaman ini tumbuh subur di tempat yang tidak terkena sinar matahari, dan cukup air, dan dapat tumbuh subur di dalam pot, Ciri-ciri daun torbangun memiliki batang berkayu lunak, beruas-ruas dan berbentuk bulat, diameter pangkal ± 15 mm, tengah ± 10 mm dan ujung 5 mm, terlihat pada Gambar 5. Tanaman torbangun berdaun tunggal, tulang daun menyirip, helaiannya bundar telur, atau berbentuk jantung, panjang helaian ± 3,5-6 cm, pinggir berombak, dan tangkainya ± 1,5-3 cm. Daun torbangun berbau aromatik, agak pedas, asam, rasa getir dan tebal di lidah. Proses pemotongan daun torbangun 60 hari, menghasilkan produksi hijauan dan kualitas yang baik, dan kandungan protein, vitamin B, vitamin C dan Zn (Sajimin et al. 2011).

Gambar 5. Daun Torbangun

Saat ini telah dilakukan analisa fitokimia, komposisi asam amino dan vitamin dalam batang, daun dan akar daun torbangun untuk mengetahui manfaatnya lebih lanjut. Nama sinonim Coleus amboinicus Lour adalah Plectranthus amboinicus Lour, family: Lamiaceae (Labiatae) dan genus: Coleus atau Solenostemon. Tabel 1 menunjukkan hasil analisis fitokimia dalam batang, daun dan akar Plectranthus amboinicus Lour (El-hawary et al. 2012).

Kadar asam amino essensial (tidak dapat disintesa dalam tubuh) dan non essensial (dapat disintesa) ditemukan di dalam daun, batang dan akar Plectranthus

amboinicus Lour. Tabel 2 menunjukkan komposisi asam amino essensial* dan non essensial pada daun, batang dan akar Plectranthus amboinicus Lour serta rekomendasi asam amino dari 1985 FAO/WHO/UNU untuk orang dewasa (El-hawary et al. 2012)

Tabel 1. Hasil analisis fitokimia Plectranthus amboinicus Lour

Komposisi Daun Batang Akar

Sterols dan triterpenoid ++ + +

Aglycones bebas ++ + +

Flavonoids + + +

Sublimat kristal - - -

Karbohidrat + + + Catekol tannin + + ++ Pyrogallol tannin - - -

Saponins - - -

Alkaloid - - -

Anthraquinone bebas - - -

Anthraquinone kombinasi - - -

Glikosida - - -

Enzym oksidase - - -

Bahan mudah menguap + + ±

(El-hawary et al. 2012)

Tabel 2. Komposisi asam amino dalam Plectranthus amboinicus Lour dan rekomendasi WHO

Keterangan :

Asam amino essensial (*)

(El-hawary et al. 2012)

Komposisi Kadar asam amino (mg/100 g) FAO/WHO/UNU

mg/kg/hari

Daun Batang Akar

Aspartic acid 25.02 25.80 19.35 - Threonine* 4.16 5.33 4.49 7 Serine 5.66 6.76 6.77 - Glutamic acid 12.71 10.79 13.23 - Proline 0.09 0.10 0.04 - Glycine 12.45 12.77 14.02 - Alanine 8.48 10.73 9.92 - Valine* 5.82 0.55 7.30 10 Isoleucine* 2.61 2.93 4.17 10 Leucine* 7.15 8.66 7.86 14 Tyrosine 1.04 0.69 0.84 - Phenyl alanine* 3.81 3.83 3.58 14 Histidine* 2.09 2.35 4.27 8-12 Lysine* 4.45 5.81 3.43 12 Arginine 4.43 2.85 0.71 -

Kadar vitamin larut air (vitamin B, vitamin C) dan vitamin larut lemak (vitamin A, vitamin D, vitamin E) terdapat dalam daun, batang dan akar Plectranthus amboinicus Lour. Tabel 3 menunjukkan komposisi vitamin yang terdapat pada daun, batang dan akar Plectranthus amboinicus Lour serta rekomendasi WHO (El-hawary et al. 2012).

Tabel 3. Komposisi vitamin dalam daun, batang, akar dalam Plectranthus amboinicus Lour dan rekomendasi WHO untuk dewasa.

(El-hawary et al. 2012)

Vitamins Daun Batang Akar Rekomendasi WHO/hari Laki-laki Perempuan

Vitamin A (ppm) 0.38 0.12 0.02 600 mg 500 mg Vitamin E (ppm) 2.93 1.26 0.33 0 mg a-TE 7.5 mg a-TE Vitamin D (ppm) 4.471 0.0313 0.209 5 µg 5 µg

Vitamin C (%) 0.11 0.11 0.12 45 mg 45 mg Vitamin B complex

(%)

Thiamin B1 0.03 0.01 0.02 1.2 mg 1.1 mg Pyridoxin B6 0.01 0.008 1.3 mg 1.3 mg Riboflavin B2 2.47 0.91 0.7 1.3 mg 1.1mg Nicotinic B3

(Niacin)

0.52 0.08 0.1 16 mg NE 14 mg NE Cyano cobalamine

B12

0.37 0.14 2.4 µg 2.4 µg Folic acid 0.002 0.03 400 µgDFE 400 µg DFE

3. METODE PENELITIAN

Waktu dan Tempat

Penelitian dilaksanakan dari bulan Februari 2014 – Januari 2015. Pembuatan ekstraksi dan analisis di Lab. Departemen Gizi Masyarakat FEMA IPB, Lab. Biokimia Fakultas Kedokteran UI, Lab. Terpadu Pusat Studi Satwa Primata IPB, Lab. Biofarmaka, Lab. Pengujian Hasil Hutan Pusat Litbang Hasil Hutan Bogor, Lab. Patologi FKH IPB dan Rumah Sakit Hewan IPB.

Bahan dan Alat

Daun torbangun yang digunakan dalam penelitian ini berumur dua bulan dan diperoleh dari tanaman di daerah Cibeureum Bogor (Sajimin et al. 2011). Hewan coba dalam penelitian ini adalah 30 ekor tikus putih jantan galur Sprague-Dawley berumur 8 minggu dengan kisaran berat badan 180-200 g yang diperoleh dari BPOM Jakarta (Jung et al. 2011). Tikus ditempatkan dalam kandang dengan kondisi sebagai berikut: ventilasi dalam kandang cukup, suhu udara pada suhu kamar (26o-28oC), dan cahaya terkontrol dengan siklus 12 jam siang, 12 jam malam dan diberikan pakan standar serta minum secara ad libitum. Streptozotocin (STZ-Sigma, Jerman): merupakan senyawa hasil sintesis dari Streptomycetes achromogenes yang berfungsi sebagai antibakteri spektrum luas, antitumor, bahan karsinogenik dan secara selektif menghancurkan sel- pada pulau Langerhans. Metformin: obat antihiperglikemik pada diabetes tipe 2 (Juei-Tang et al. 2006). Quersetin: antioksidan standar yang dapat meredam radikal bebas (Raghuramulu et al. 2003)

Anestesi memakai ketamin dan xylazin.

Bahan laboratorium lain: alkohol 96%, magnesium chloride, 4-chlorophenol, lipase, glycerol-kinase, glycerol-3-phosphate-oxidase, peroxidase, 4-amino-antipyrine.

Adapun alat-alat yang digunakan meliputi: spuit, kandang tikus, tempat pakan dan botol minum tikus, penjepit (block holder), sonde lambung, timbangan, gelas ukur, gelas kimia, alat titrasi, gunting, pinset, sarung tangan, kertas saring dan peralatannya, peralatan bedah, Accu Check, timbangan, micropipet, Elisa (Sigma-Aldrich), GCMS, Spektrofotometer.

Pelaksanaan Penelitian

Penelitian ini terdiri atas tiga tahap yaitu: (1) uji komponen kimia dan zat gizi dalam daun torbangun; (2) uji daya hambat enzim α-glukosidase dan aktivitas antioksidan dalam daun torbangun; (3) uji aktivitas ekstrak daun torbangun pada stres oksidatif tikus diabetes yang meliputi: (3.1) uji pengaruh konsumsi ekstrak daun torbangun pada kadar glukosa darah tikus diabetes; (3.2) uji pengaruh konsumsi ekstrak daun torbangun pada antioksidan enzimatis, profil lipid dan enzim glukokinase tikus diabetes; (3.3.) uji pengaruh konsumsi ekstrak daun

torbangun pada sel -pankreas tikus diabetes. Bagan alir tahap penelitian dapat dilihat pada Gambar 6.

Gambar 6. Bagan alir tahap penelitian

Penelitian tahap 1: Karakteristik komponen daun torbangun

Tujuan penelitian tahap 1 untuk mengetahui karakteristik simplisia, komponen kimia dan analisis proksimat daun torbangun.

Preparasi Bahan

Daun torbangun dicuci, dikeringkan dengan freeze dryer dan dihaluskan dengan grinder kemudian diayak dengan ukuran 60 mesh. Daun torbangun yang telah halus dilakukan maserasi. Bubuk daun torbangun sebanyak 70 gram dilarutkan dalam 600 ml etil alkohol 96%/3 jam (2 kali). Pelarut diuapkan dengan rotary evaporator dan dipekatkan dengan pemanas air suhu 60oC (Viswanathaswamy et al. 2011). Hasil yang didapat adalah ekstrak kental dan disimpan dalam suhu 4o- 8oC (Uma et al. 2011).

Analisis karakterisasi simplisia

Analisis dengan metode SNI 01-2891-1992 untuk analisis zat gizi yang terkandung dalam daun torbangun: kadar air, abu, larut air, larut etanol, protein, karbohidrat, lemak

Analisis

berat badan dan kadar glukosa- darah Analisis sel hati: MDA, SOD, GPx, Cat. Analisis serum darah: kolesterol, HDL, TG, glukokinase Analisis sel pankreas

Aktivitas α glukosidase

Penelitian tahap 1

Karakteristik komponen daun torbangun Analisis proksimat

kadar : air, abu, lemak, protein, karbohidrat, serat

Analisis GCMS

Penelitian tahap 2

Ekstraksi daun torbangun

Aktivitas antioksidan

Penelitian tahap 3

Aktivitas ekstrak daun torbangun pada stres oksidatif tikus diabetes

Analisis GCMS

Daun, batang bagian atas dan akar tanaman torbangun dianalisis dengan kromatografi gas-spektrometri masa/GC-MS (GCMS-QP2010 Shimadzu), dengan kolom RTX-MS (5% difenil-95% dimetil polisiloksan), panjang 30 meter, diameter dalam 0,25 mm, dengan kondisi operasional: suhu kolom awal 60 °C, suhu akhir 280 °C dengan kenaikan 10 °C/menit, suhu injektor 280 °C, suhu detektor 270 °C, gas pembawa Helium, jenis pengion EI (Electron Impact), volume sampel yang diinjeksikan 0,1 µL.

Penelitian tahap 2: Ekstraksi daun torbangun

Penelitian tahap 2 bertujuan untuk mengkaji daya hambat aktivitas enzim

α-glukosidase dan aktivitas antioksidan dalam ekstrak daun torbangun. Aktivitas Enzim α-glukosidase

Pada analisis uji daya hambat aktivitas enzim α-glukosidase memakai substrat p-nitrofenil α–D-glukopiranosida (p-NPG) dan enzim α-glukosidase. Nilai absorbansi diukur dengan spektrofotometer pada panjang gelombang 400

nm, dan memakai tablet glukobay sebagai kontrol positif. Aktivitas enzim α

glukosidase dinyatakan IC50 (Sancheti et al. 2009). Aktifitas antioksidan.

Pada penetapan aktifitas antioksidan, ekstrak daun torbangun sebanyak 300 mg dilarutkan dalam 3 ml larutan campuran (0.6 M asam sulfat 100 mL, 28 mM natrium fosfat 100 mL dan 4 mM amonium molibdat 100 mL). Standar yang dipergunakan adalah vitamin C. Nilai absorbansi sampel diukur dengan spektrofotometer pada panjang gelombang 695 nm, dan aktivitas antioksidan dinyatakan IC50 (Praveena and Pradeep 2012).

Penelitian tahap 3: Aktivitas ekstrak daun torbangun pada stres oksidatif tikus diabetes

Persiapan tikus diabetes

Tikus model diabetes disiapkan dengan cara tikus dipuasakan selama semalam, kemudian diinduki dengan Streptozotocin (STZ) secara intraperitoneal dengan dosis tunggal sebesar 50 mg/kg BB yang dilarutkan dalam 1 ml aquades dan diasamkan dengan 0,01 M buffer sitrat dingin (pH : 4.5). Keberhasilan induksi ditentukan dengan mengukur kadar glukosa darah pada hari ke-2 setelah pemberian STZ. Apabila kadar glukosa darah tikus > 126 mg/dL termasuk dalam tikus percobaan. Pada hari pertama tikus di induksi STZ diberi glukosa 5% selama 1 hari untuk menghindari efek hipoglikemi. Setelah 3 hari pasca induksi STZ, tikus diabetes dibagi secara acak, dengan pertimbangan yang glukosa darahnya tinggi dipisahkan tersendiri untuk menjaga terjadi koma asidosis (Jung et al. 2011).

Perlakuan pada hewan coba diabetes

Tikus dikelompokkan menjadi 6 kelompok perlakuan dengan masing-masing kelompok perlakuan diwakili oleh 5 ekor tikus. Pada kelompok 1 (normal) dan 2 (diabetes) masing-masing menerima aquades steril 5 ml/kg BB. Kelompok 3 (diabetes) diberi ekstrak daun torbangun dosis T1 : 620 mg/kg BB dan kelompok 4 (diabetes) diberi ekstrak daun torbangun dosis T2 : 930 mg/kg BB. Ekstrak daun torbangun menjadi suspensi dengan 0.3 % berat/volume NaCMC (Viswamathaswamy et al. 2011). Kelompok 5 (diabetes) diberi Metformin hidroklorida yang dilarutkan dalam aquades dengan dosis : 62.5 mg/kg BB selama 14 hari (Shareef et al. 2013). Kelompok 6 (diabetes) diberi antioksidan quersetin yang dilarutkan dalam aquades dosis 15 mg/kg BB. Gambar 7 menunjukkan alir pelaksanaan pada hewan coba (Atef 2011).

Kel. 1 (kontrol normal), tikus tidak DM, diberi aquades steril selama 14 hari Kel. 2 (kontrol diabetes) tikus DM, diberi aquades steril selama 14 hari Kel 3. Tikus DM, diberi ekstrak 620 mg/kg BB selama 14 hati Kel 4. Tikus DM diberi ekstrak 930 mg/kg BB selama 14 hari Kel 5. Tikus DM diberi Metformin hidroklorida 62.5 mg/kg BB selama 14 hari Kel 6. Tikus DM diberi Quersetin 15 mg/kg BB selama 14 hari

Gambar 7. Pelaksanaan penelitian pada hewan coba Tikus galur Sprague Dawley, 30 ekor

Adaptasi 7 hari Persiapan tikus diabetes

Pengelompokan

Pengukuran berat badan dan kadar gula darah tikus pada hari ke 0, 1, 4, 7, 10, 14.

Pada hari ke 15 : nekropsi, analisa hati : SOD,Catalase, GPx, MDA;

Pengukuran berat badan dan kadar glukosa darah tikus

Pengukuran berat badan dengan menggunakan timbangan elektrik dan kadar glukosa darah pada pagi hari sebelum pemberian pakan dengan menggunakan glukometer (Accu check) dilakukan pada hari ke- 0, 1, 4, 7, 10, 14 pascainduksi STZ. Sampel darah didapat dari ujung ekor tikus dan hasil yang didapat dirata-ratakan untuk menggambarkan nilai kadar glukosa darah kelompok dengan satuan mg/dL (Viswanathaswamy et al. 2011).

Pengambilan organ hati dan pankreas

Pada akhir penelitian (hari ke-15 pasca induksi STZ) semua tikus dianastesi general memakai campuran Ketamin: 90 mg dan Xylazine: 10 mg. Analisis hati tikus dilakukan untuk mengetahui kadar MDA dan antioksidan enzimatis katalase, SOD, GPx. Analisa jaringan pankreas untuk mengetahui sel -pankreas (Asok et al. 2010).

Analisa enzim Super Oksida Dismustase (SOD)

Pengukuran kadar SOD dilakukan dengan cara: 0.06 ml serum direaksikan dengan campuran yang terdiri atas 2.70 ml bufer Natriumkarbonat yang mengandung 0.1 mM EDTA (pH 10), 0.06 ml xantin 10 mM, 0.03 ml bovine serum albumin (BSA) 0.5%, 0.03 ml NBT 2.5 mM. Kemudian ditambahkan xantin oksidase (0.04 unit). Absorbansi yang dihasilkan setelah 30 menit diukur pada panjang gelombang 560 nm. Kadar SOD (%) dihitung dengan menggunakan persamaan: (B-A/B) x 100%; A adalah absorbansi larutan sampel dan B adalah absorbansi larutan kontrol (Kotan et al. 2011).

Analisis enzim GPx

Pengukuran kadar enzim GPx dilakukan dengan caraμ β00 l serum

ditambahkan β00 l buffer phosphat 0,1 M pH 7.0 yang mengandung 0,1 mM EDTA, β00 l glutation tereduksi (GSH) 10 mM dan β00 l enzim glutation

reduktase. Kemudian diinkubasi selama 10 menit pada suhu 37oC, ditambahkan

β00 l NADPH 1,5 mM dan diinkubasi lagi selama tiga menit pada suhu yang

sama, ditambahkan β00 l HβOβ 1.5 mM. Sampel diukur absorbansinya diantara waktu satu sampai dua menit dengan spektrofotometer pada panjang gelombang 340 nm (Kotan et al. 2011)

Analisis enzim Catalase

Analisa catalase (CAT) dengan cara: 0.1 ml jaringan homogenate dicampur dengan 2.6 ml dari 25 mM K2PO4 pada pH 7.0 selama 15 menit,

ditambah 0.1 ml 10 mM H2O2. Penurunan penyerapan dari 0.45 ke 0.4

menunjukkan jumlah aktivitas enzim. Perubahan dalam µmol H2O2/mg protein

pada pH 7.0 dan suhu 25oC. Enzim catalase mengkalisis hidrolisis H2O2 menjadi

H20 dan dibaca pada = β54 nm (Asok et al. 2010). Analisis kadar MDA

Sampel 1,8 gram dipotong kecil-kecil lalu digerus dalam mortar dingin yang diletakkan di atas blok es. Ditambahkan 1 mL NaCl 0.9%. Pindahkan ke dalam tabung mikro dan disentrifugasi pada kecepatan 8000 rpm selama 20 menit,

L TCA. Pada setiap penambahan reagen, larutan dihomogenkan dengan vortex,

lalu disentrifugasi dengan kecepatan 500 rpm selama 10 menit. Larutan diinkubasi pada air dengan suhu 100oC selama 30 menit dan dibiarkan pada suhu ruangan. Sampel diukur absorbansinya pada panjang gelombang 535 nm (Asok et al. 2010).

Analisis Serum Darah Tikus

Parameter biokimia yang dianalisis dalam serum darah tikus adalah kolesterol, HDL, TG dan glukokinase menggunakan standart kit diagnostik komersial (Torrico et al. 2006; Daisy dan Rajathi 2009).

Analisis sel β-pankreas

Parameter pengamatan hasil pewarnaan Imunohistokimia pada potongan jaringan pankreas tikus semua kelompok diamati jaringan pankreas termasuk kerusakan sel. Pengamatan terhadap potongan jaringan pankreas khususnya pada sel beta yang diwarnai dengan diamino benzidin dilakukan dengan melihat gambaran distribusi sel endokrin pankreas pulau Langerhans pada tikus diabetes induksi streptozotocin (Pessin and Saltiel. 2010).

Rancangan Percobaan dan Analisis Data

Rancangan percobaan menggunakan Rancangan Acak Lengkap (RAL). Data dianalisis dengan : Sidik Ragam ANOVA pada selang kepercayaan 95% untuk melihat ada tidaknya pengaruh perlakuan, apabila terdapat keragaman dilanjutkan dengan uji beda Duncan.

Ethical Clearance

Persetujuan ethical clearance diperoleh dari Komosi Etik Rumah Sakit Hewan Institut Pertanian Bogor nomor : 04-2014 RSH-IPB, yang merupakan ijin penggunaan hewan coba sebagai model penelitian. Hewan coba yang digunakan dalam penelitian laboratorium diharapkan diperhatikan kenyamanan fisiknya, diperlakukan dengan baik, pemberian makanan dan minuman memadai. Pembiusan untuk menghilangkan rasa sakit memakai campuran Ketamin: 90 mg dan Xylazine: 10 mg dengan cara diinjeksi intra peritoneal.

4. IDENTIFIKASI KOMPONEN KIMIA DAN AKTIVITAS ANTIOKSIDAN DALAM TANAMAN TORBANGUN

(Coleus amboinicus Lour)

Trini Suryowati1*, Rimbawan2, M Rizal M Damanik2, Maria Bintang3, Ekowati Handharyani4

1_{Departemen Biokimia FK UKI Jakarta 13630, Indonesia.} 2_{Departemen Gizi Masyarakat FEMA IPB Bogor 16680, Indonesia}

3_{Departemen Biokimia FMIPA IPB Bogor 16680, Indonesia.} 4_{Devisi Patologi FKH IPB Bogor 16680, Indonesia}

Abstrak

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui komponen senyawa kimia dalam daun, dahan bagian atas dan akar menggunakan analisis Kromatografi Gas-Spektrometri Massa (GC-MS) serta aktivitas antioksidan daun torbangun (Coleus amboinicus Lour) yang diekstrak dengan etanol, ditanam di kebun daerah Cibeureum Bogor, Jawa Barat Indonesia, pada bulan Januari – Maret 2015. Daun torbangun yang diekstrak etanol dianalisis aktivitas antioksidan menggunakan test

DPPH, dan daya hambat enzim α-glukosidase diukur dengan metode spektrofotometer. Hasil analisis dalam daun menunjukkan komponen kimia Carbamic acid, monoammonium salt (CAS) Ammonium carbamate (11.73%), Hexadecanoic acid (CAS) Palmitic acid (8.35%), I-Limonene (5.92%), Heptadecene-(8)-carbonic acid-(1) (4.76%), Oxacycloheptadec-8-en-2-one (CAS) Ambrettolide (4.70%). Hasil analisis dalam dahan menunjukkan komponen kimia Formamide (CAS) Methanamide (22.8%), 12,13-Dimethyl-2,7-dioxa5,10diaza tricyclo [4.4.4.0(1,6)] trans -tetradecan-12 (13.22%), Hexadecanoic acid (CAS) Palmitic acid (11.51%), 2-Propanone,1-hydroxy- (CAS) Acetol (10.14%), 9-Octadecen-1-ol, (Z)- (CAS) cis-9-Octadecen-1-ol (7.09%). Hasil analisis dalam akar menunjukkan komponen kimia Methanamine, N-methyl-(CAS) Dimethylamine (28.45%), Acetic acid (CAS) Ethylic acid (9.78%), 3.2-Propanone, 1- hydroxy- (CAS) Acetol (6.41%), 1-Propen-2-ol, acetate (CAS) Isopropenyl acetate (5.16%), 4.73 Phenol, 2-methoxy- (CAS) Guaiacol (4.73%). Hasil uji antioksidan terhadap daun torbangun dengan metode DPPH didapatkan IC50 247.942 ppm dibandingkan standar vitamin C 1 ppm. Nilai IC50 dari

penghambatan enzim α-glukosidase dalam ekstrak daun torbangun >100 ppm dibandingkan dengan standart glukobay 0,264 ppm. Hasil penelitian ini menunjukan bahwa daun torbangun yang diekstrak dengan etanol mampu berperan sebagai antioksidan berdasarkan nilai IC50.

PENDAHULUAN

Tanaman torbangun (Coleus amboinicus Lour) banyak tumbuh di daerah Sumatera Utara dan Kaliurang-Yogyakarta, dan telah banyak dikomsumsi ibu-ibu yang baru melahirkan untuk meningkatkan produksi air susu ibu (Damanik et al. 2001, 2004, 2005, 2006; Damanik 2009; Warsiki et al. 2009). Tanaman ini banyak dijumpai di seluruh wilayah Indonesia dengan nama yang berbeda-beda, dapat tumbuh secara liar, mudah dikembang-biakkan dengan stek, berakar di tanah yang gembur dan jarang berbunga. Di daerah Jawa, daun tersebut biasa disebut Jinten, di daerah Sunda disebut daun Ajeran, di daerah Batak disebut Bangun-bangun, dan merupakan suatu tumbuhan jenis rumput-rumputan, mempunyai batang dan tangkai berkayu. Tanaman torbangun mudah ditanam di kebun dan daerah dataran rendah sampai ketinggian 1000 meter diatas permukaan laut. Tanaman ini tumbuh subur di tempat yang tidak terkena sinar matahari, dan cukup air, dan dapat tumbuh subur di dalam pot. Ciri-ciri daun torbangun memiliki batang berkayu lunak, beruas-ruas dan berbentuk bulat, diameter pangkal ± 15 mm, tengah ± 10 mm dan ujung 5 mm. Tanaman torbangun berdaun tunggal, tulang daun menyirip, helaiannya bundar telur, atau berbentuk jantung, panjang helaian ± 3,5-6 cm, pinggir berombak, dan tangkainya ± 1,5-3 cm. Daun torbangun berbau aromatik, agak pedas, asam, rasa getir dan tebal di lidah. Proses pemotongan daun torbangun 60 hari, menghasilkan produksi hijauan dan kualitas yang baik, dan kandungan protein, vitamin B, vitamin C dan Zn (Sajimin et al. 2011).

Daun torbangun (Coleus amboinicus Lour) mengandung minyak atsiri (0,043% pada daun segar atau 0,2% pada daun kering), berpotensi sebagai antiseptika dan mempunyai aktivitas tinggi melawan infeksi cacing (Vasquez et al. 2000). Phytochemical database melaporkan bahwa dalam daun ini mengandung vitamin C, vitamin B1, vitamin B12, beta karotin, niasin, karvakrol, kalsium, asam-asam lemak, asam oksalat, dan serat (Duke 2000). Aktivitas biologik dari senyawa-senyawa tersebut sebagai antioksidan, diuretik, analgesik, mencegah kanker, antitumor, antivertigo, immunostimulan, antiradang, antiinfertilitas, hipokolesterolemik, hipotensif, dan lain-lain khasiat yang perlu diteliti lebih lanjut (Roshan et al. 2010)

Aktifitas farmakologi daun torbangun telah diteliti sebagai prekursor anti tumor dan aktivitas sitotoksik , anti peradangan (Gurgel 2009), penginduksi daya tahan tubuh (Santosa & Triana 2005). Daun torbangun telah dipakai untuk pengobatan tradisional pada alergi kulit, diare, demam dan penyakit hati (Luckoba et al. 2006). Ekstrak daun torbangun dilaporkan dapat berperan sebagai senyawa agen antihiperglikemia dengan memperbaiki kelainan metabolisme karbohidrat, lemak dan protein. meningkatkan konsentrasi kalsium intraseluler pada tikus. Peningkatan sekresi enzim insulin menyebabkan berlangsungnya metabolisme dalam tubuh (Viswanathaswamy et al. 2011). Potensi lain dari ekstrak etanol daun torbangun telah dilaporkan sebagai biostimulator pada penurunan kadar lemak dalam darah tikus diabetes tipe 2 (Trini et al. 2015). Banyaknya manfaat daun torbangun pada pengobatan tradisional bagi masyarakat telah dilakukan analisa fitokimia, komposisi asam amino dan vitamin dalam batang, daun dan akar Plectranthus amboinicus Lour yang merupakan nama sinonim dari Coleus amboinicus Lour (Seham et al. 2012). Penelitian ini

bertujuan untuk mengetahui komponen senyawa kimia dalam daun, dahan bagian atas yang lunak mudah dipetik dan akar dengan menggunakan teknik Gas Chromatography Mass Spectrometric (GC-MS), aktivitas antioksidan daun torbangun (Coleus amboinicus Lour) dengan metode DPPH dan pengujian daya hambat enzim α–glukosidase dengan strektrofotometer.

METODE

Bahan dan Alat

Torbangun ditanam di kebun seluas 300 m, dengan jarak tanam 20 cm. Perbanyakan tanaman dengan cara stek dan panen daun dilaksanakan setelah 8 minggu. Sampel yang digunakan dalam penelitian yaitu daun, batang bagian atas dan akar torbangun (Coleus amboinicus Lour) dengan kriteria daun yaitu 5-7 tangkai diatas, warna hijau, berumur dua bulan dan diperoleh dari tanaman di daerah Cibeureum Bogor (Sajimin et al. 2011).

Bahan kimia yang digunakan yaitu akuades, etil alkohol 96%, 0.6 M asam sulfat 100 mL, 28 mM natrium fosfat 100 mL, 4 mM amonium molibdat 100 mL,

p-nitrofenil α–D-glukopiranosida (p-NPG), enzim α-glukosidase.

Alat yang digunakan dalam penelitian yaitu labu ekstraksi Soxhlet (Pyrex), corong pemisah (Pyrex), kertas saring kasar, kertas saring Whatman no.1, rotary evaporator (Janke dan Kunkel RV 06 - ML), kromatografi gas spektrofotometri massa (GCMS-QP2010 Shimadzu), timbangan analitik (Ohaus P213), dan alat-alat gelas.

Preparasi bahan

Daun torbangun dicuci, dikeringkan dengan freeze dryer dan dihaluskan dengan grinder kemudian diayak dengan ukuran 60 mesh. Daun torbangun yang telah halus dilakukan maserasi. Bubuk daun torbangun sebanyak 70 gram dilarutkan dalam 600 ml etil alkohol 96% /3 jam (2 kali). Pelarut diuapkan dengan rotary evaporator dan dipekatkan dengan pemanas air suhu 60oC (Viswanathaswamy et al. 2011). Hasil yang didapat adalah ekstrak kental dan disimpan dalam suhu 4o- 8oC (Uma et al. 2011).

Analisis Karakterisasi Simplisia

Analisis dengan metode SNI 01-2891-1992 untuk analisa zat gizi atau komponen kimia yang terkandung dalam daun torbangun.

Aktifitas Antioksidan

Pada penetapan aktifitas antioksidan, ekstrak daun torbangun sebanyak 300 mg dilarutkan dalam 3 ml larutan campuran (0.6 M asam sulfat 100 mL, 28 mM natrium fosfat 100 mL dan 4 mM amonium molibdat 100 mL). Standar yang dipergunakan adalah vitamin C. Nilai absorbansi sampel diukur dengan spektrofotometer pada panjang gelombang 695 nm, dan aktivitas antioksidan dinyatakan IC50 (Praveena dan Pradeep. 2012).

Aktivitas Enzim α-glukosidase

Pada analisis uji daya hambat aktivitas enzim α-glukosidase pada ekstrak daun memakai substrat p-nitrofenil α–D-glukopiranosida (p-NPG) dan enzim α -glukosidase. Nilai absorbansi diukur dengan spektrofotometer pada panjang gelombang 400 nm, dan memakai tablet Glukobay sebagai kontrol positif.

Aktivitas enzim α glukosidase dinyatakan IC50 (Sancheti et al. 2009). Analisis GCMS

Daun, batang bagian atas dan akar tanaman torbangun (Coleus amboinicus Lour) dianalisis dengan kromatografi gas-spektrometri masa/GC-MS (GCMS-QP2010 Shimadzu), dengan kolom RTX-MS (5% difenil-95% dimetil polisiloksan), panjang 30 meter, diameter dalam 0,25 mm, dengan kondisi operasional : suhu kolom awal 60°C, suhu akhir 280°C dengan kenaikan 10°C/menit, suhu injektor 280°C, suhu detektor 270°C, gas pembawa Helium, jenis pengion EI (Electron Impact), volume sampel yang diinjeksikan 0,1 µL.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Tanaman torbangun (Coleus amboinicus Lour) mudah ditanam di tanah yang banyak kadar air. Adapun jumlah daun yang dihasilkan dari kebon seluas 300 m2 pada saat panen sebanyak 2850 gram. Sampel daun kemudian dikeringkan dan digiling dengan derajat kehalusan 60 mesh, dihasilkan 548.07 gram simplisia. Tabel 4 menunjukkan hasil analisis karakterisasi simplisia daun torbangun.

Tabel 4. Karakteristik simplisia daun torbangun

Parameter Hasil (%)

Kadar air Kadar abu Kadar lemak Bahan Larut air Bahan Larut etanol Protein

Karbohidrat

7.17 13.48

9.11 18.57 12.64 26.33 48.87

Kadar air dalam daun torbangun sebesar 7.7%, menunjukkan bahwa daun aman disimpan sebelum digunakan untuk ekstraksi. Hal ini karena kadar air di bawah 10% dapat mencegah terjadinya proses enzimatik dan kerusakan oleh mikroba seperti bakteri, kapang, dan khamir (Seham et al. 2012). Analisis kadar abu dalam daun torbangun merupakan parameter kandungan mineral (bahan anorganik), didapatkan 13.48%. Kandungan bahan anorganik yang terdapat di dalam suatu bahan diantaranya kalsium, kalium, fosfor, besi, magnesium, yang biasa digunakan sebagai bahan baku untuk obat herbal (Luckoba et al. 2011).

Uji aktivitas antioksidan dari ekstrak daun torbangun menggunakan metoda DPPH. Analisis ini dinyatakan dengan IC50 sebagai indikator kemampuan

hambatan sebesar 50% dari sampel uji dengan menggunakan vitamin C sebagai standar. Vitamin C adalah komponen yang dapat mengurangi dan menetralkan

oksigen reaktif, seperti hidrogen peroksida (Seham et al. 2011). DPPH menghasilkan radikal bebas aktif bila dilarutkan dalam alkohol. Absorbansi berkurang ketika radikal bebas DPPH dihambat oleh antioksidan melalui donor hidrogen untuk membentuk DPPH stabil. Reaksi tersebut menyebabkan terjadinya perubahan warna dari ungu menjadi kuning.

Pada analisis fitokimia menunjukkan bahwa ekstrak daun torbangun dengan etanol 96% mengandung senyawa flavonoid 1.612 % yang merupakan komponen aktif dan mempunyai aktifitas menghambat radikal bebas. Demikian juga kadar antioksidan quersetin yang terdapat dalam daun torbangun sebesar 0.02 mg/g juga berperan dalam hepatoprotektor tikus diabetes (Uma et al. 2011). Aktifitas biologis antioksidan salah satunya quersetin dilaporkan dapat menjaga fungsi pembuluh darah dan telah dianalisis secara invitro dan invivo (Ajay et al. 2007). Pada penelitian ini hasil uji antioksidan terhadap daun torbangun dengan metode DPPH didapatkan IC50 247.942 ppm dibandingkan standar vitamin C 1

ppm. Ekstrak Plectranthus amboinicus Lour mempunyai kemampuan menangkal radikal bebas DPPH dengan nilai IC50 207.57 ppm dan vitamin C 31,0 ppm

(Roshan et al. 2010, Bhattacharjee et al. 2011). Tabel 5 menunjukkan hasil

analisis aktifitas antioksidan serta uji daya hambat enzim α-glukosidase dalam daun torbangun.

Tabel 5. Hasil analisis ekstrak daun torbangun Sampel Parameter Hasil

Ekstrak etanol 96% simplisia

Rendemen (b/b) 5.73 %

Fenol 4.05 mg GAE /100 g Flavonoid (b/b) 1.612 %

Quersetin 0.02 mg/g Aktivitas antioksidan

DPPH-IC50 247.942 ppm

Standar vitamin C 1 ppm Hambatan enzim

α-glukosidase-IC50 >100 ppm

Standar Glukobay 0.264 ppm

Pada uji daya hambat enzim α-glukosidase dalam daun torbangun, diperlukan ekstrak daun torbangun>100 ppm untuk dapat menghambat penyerapan glukosa seperti aktifitas standar Glukobay 0.264 ppm. Enzim α -glukosidase berasal dari Saccharomyces cerevisiae yang berisi enzim α -1,4-glukosidase (maltase) dan oligo-1,6--1,4-glukosidase (isomaltase) yang dapat menghidrolisis karbohidrat atau glikogen.

Mekanisme inhibisi dari flavonoid terhadap enzim α-glukosidase adalah

melalui ikatan hidroksilasi dan substitusi cincin pada struktur flavonoid. Prinsip

penghambatan ini menghasilkan penundaan hidrolisis karbohidrat dan absorbsi glukosa (Thu et al. 2013).

Identifikasi daun torbangun dilakukan menggunakan kromatografi gas-spektroskopi massa (GC-MS). Metode ini bisa digunakan untuk mengidentifikasi suatu senyawa, baik satu komponen maupun campuran. Penggunaan spektrometri massa dalam menentukan fragmentasi dan molekul serta mengidentifikasi

komponen yang terdapat dalam jumlah kecil. Waktu retensi adalah waktu yang dibutuhkan oleh senyawa untuk bergerak melalui kolom menuju detektor. Pengukuran waktu retensi berdasarkan waktu ketika sampel diinjeksikan sampai sampel menunjukkan ketinggian puncak yang maksimum (Roshan 2010)

Kromatogram hasil analisis komposisi kimia daun, dahan dan akar torbangun (Coleus amboinicus Lour) dengan GCMS disajikan pada Gambar 8, 9, 10, sedangkan komposisi senyawa yang diduga sebagai penyusunnya disajikan pada Tabel 6, 7 dan 8.

Gambar 8. Kromatogram senyawa kimia daun torbangun (Coleus amboinicus Lour) Pada analisis daun torbangun (Coleus amboinicus Lour) terdapat 40 komposisi senyawa kimia. Senyawa kimia yang dikenal berjumlah 36 Area, Konsentrasi (%), waktu retensi (RT) dan puncaknya, terdapat pada Tabel 6. Tabel 6. Identifikasi senyawa kimia daun torbangun (Coleus amboinicus Lour) Puncak Waktu _Retensi Area Konsentrasi _% Nama

1 3.257 68128694 11.73 Carbamic acid, monoammonium salt(CAS) Ammonium carbamate 2 12.185 34368476 5.92 l-Limonene

3 13.696 4607585 0.79 Heptanoic acid (CAS) Heptoic acid 4 13.766 5497507 0.95 Phenol, 3-ethyl- (CAS) m-Ethylphenol 5 14.226 6640283 1.14 2,3-DIHYDRO-BENZOFURAN 6 14.367 6554774 1.13 Nonanoic acid (CAS) Nonoic acid 7 14.793 8563953 1.47 Indolizine (CAS) Indolizin

8 14.983 14129689 2.43 NERIC ACID 9 15.250 4714871 0.81

10 15.619 9954531 1.71 (17.alpha.)-19-Norpregh-4,7-dien-20-yne 11 15.983 4817963 0.83 2H-Inden-2-one, 1,3-dihydro-, oxime

12 16.983 4644759 0.80 1-Dodecanol, 3,7,11-trimethyl- (CAS) Hexahydrofarnesol

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Klaten Jawa Tengah pada tanggal 11 Februari 1961. Penulis merupakan anak pertama dari delapan bersaudara dari pasangan Slamet Ananto, SH dan Sutinah. Penulis menikah dengan Ir. Sapto Tranggono, MBA dan dikaruniai dua putra, yaitu Bharian Tranggono, ST dan Ghanaru Tranggono.

Penulis menyelesaikan Sekolah Menengah Atas pada tahun 1979 dari SMAN1 Klaten Jawa Tengah, dan pada tahun 1985 menyelesaikan program S1 Jurusan Kimia Fakultas Pendidikan Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Yogyakarta. Pada tahun 1991-1994 penulis melanjutkan program studi S2 pada Program Studi Biokimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor. Sejak tahun 2011 penulis melanjutkan ke program S3 pada Program Studi Ilmu Gizi Manusia Fakultas Ekologi Manusia Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor.

Penulis bekerja sebagai staf pengajar di Departemen Biokimia Kedokteran Fakultas Kedokteran Universitas Kristen Indonesia, sejak tahun 1986 sampai sekarang.

Selama mengikuti pendidikan S3 di IPB, penulis membuat karya ilmiah berjudul Efek Ekstrak Daun Torbangun (Coleus amboinicus Lour) sebagai Antioksidan pada Hati Tikus Diabetes telah disajikan pada Seminar Ilmiah Perhimpunan Biokimia & Biologi Molekuler Indonesia (PBBMI) pada tanggal 7 Maret 2015. Artikel dengan judul Antihyperlipidemic Activity of Torbangun Extract (Coleus Amboinicus Lour) on Diabetic Rats Induced by Streptozotocin diterbitkan pada IOSR Journal of Pharmacy (IOSRPHR), A Journal of International Organization of Scientific Research (IOSR), 5 May 2015 dan di index pada American National Engineering Database (ANED) dengan nomer ANED-DDL (Digital data link) 05.3013/055050054. Artikel dengan judul Antihyperglicemic Activity of Coleus amboinicus Lour in Streptozotocin Induced Type 2 Diabetes Mellitus in Rats telah disajikan pada International Symposium on Food and Nutrition (ISFAN), on 3rd--_‐5th June 2015. Artikel dengan judul Identifikasi Komponen Kimia dan Aktivitas Antioksidan dalam tanaman torbangun (Coleus amboinicus Lour) sudah diajukan dan akan terbit pada jurnal nasional terakreditasi Jurnal Gizi dan Pangan Institut Pertanian Bogor, Volume 10, No. 3, November 2015.