The potential of extract kebar‟s grass (Biophytum petersianum Klotzsch) on reproductive function in male rat that exposure with cigarette smoke
POTENSI EKSTRAK RUMPUT KEBAR (Biophytum
petersianum Klotzsch) PADA FUNGSI REPRODUKSI TIKUS
JANTAN YANG TERPAPAR ASAP ROKOK
ADRIEN JEMS AKILES UNITLY
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2013
PERNYATAAN MENGENAI DISERTASI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa disertasi berjudul Potensi Ekstrak
Rumput Kebar (Biophytum petersianum Klotzsch) pada Fungsi Reproduksi Tikus
Jantan yang Terpapar Asap Rokok adalah benar karya saya dengan arahan dari
komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan
tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang
diterbitkan dari penulis lain telah 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, Agustus 2013
Adrien Jems Akiles Unitly
NRP B161080031
* Pelimpahan hak cipta atas karya tulis dari penelitian kerja sama dengan pihak
luar IPB harus didasarkan pada perjanjian kerja sama yang terkait.
RINGKASAN
ADRIEN JEMS AKILES UNITLY. Potensi Ekstrak Rumput Kebar (Biophytum
petersianum Klotzsch) pada Fungsi Reproduksi Tikus Jantan yang Terpapar Asap
Rokok.
Dibimbing
oleh
NASTITI
KUSUMORINI,
SRIHADI
AGUNGPRIYONO, ARYANI SISMIN SATYANINGTIJAS, dan ARIEF
BOEDIONO.
Salah satu penyebab gangguan reproduksi yang mengakibatkan penurunan
fungsi reproduksi adalah asap rokok. Di Papua, rumput kebar yang dalam bahasa
lokalnya disebut “banondit” (artinya banyak anak) biasa digunakan oleh
penduduk setempat sebagai obat-obatan untuk mengatasi masalah reproduksi.
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui potensi ekstrak rumput kebar pada
fungsi reproduksi tikus jantan yang terpapar asap rokok. Penelitian ini terdiri atas
tiga tahap penelitian.
Tahap pertama adalah pembuatan hewan model penurunan fungsi
reproduksi tikus jantan dengan pemaparan asap rokok. Parameter yang diamati
adalah analisis mikroskopis paru-paru, gambaran darah, analisis mikroskopis
testis, jumlah sel-sel spermatogenik dan kualitas spermatozoa. Hasil pengamatan
menunjukkan terdapat peningkatan partikel hitam pada sitoplasma alveoli paruparu yang diduga adalah tar pada perlakuan 40 hari dan 60 hari, peningkatan nilai
PCV, penurunan bobot testis, jumlah sel-sel spermatogenik dan kualitas
spermatozoa yang tidak kembali ke kondisi normal setelah pemberhentian
pemaparan. Hal ini menguatkan bahwa hewan yang dipapar asap rokok dapat
dijadikan sebagai hewan model penurunan fungsi reproduksi jantan.
Tahap kedua bertujuan mempelajari potensi ekstrak rumput kebar pada
gambaran darah tikus jantan yang telah terpapar asap rokok. Parameter yang
diamati adalah gambaran darah meliputi jumlah butir darah merah/BDM
(eritrosit), kadar hemoglobin (Hb), nilai hematokrit (PCV), indeks eritrosit dan
jumlah butir darah putih/BDP (leukosit). Hasil penelitian menunjukkan bahwa
pemberian ekstrak rumput kebar 0.0945 mg/gr bobot badan/hari dapat
menyebabkan penurunan jumlah BDM pada tikus yang terpapar asap rokok.
Tahap ketiga bertujuan mempelajari potensi ekstrak rumput kebar pada
testis, hormon testosteron, jumlah sel-sel spermatogenik dan kualitas spermatozoa
pada tikus yang terpapar asap rokok. Parameter yang diamati adalah analisis testis,
analisis testosteron, jumlah sel-sel spermatogenik dan kualitas spermatozoa. Hasil
penelitian menunjukkan bahwa pemberian ekstrak rumput kebar 0.0945 mg/gr
bobot badan/hari dapat meningkatkan bobot testis, jumlah sel-sel spermatogenik
dan kualitas spermatozoa pada tikus yang terpapar asap rokok.
Dari penelitian ini dapat disimpulkan bahwa pemberian ekstrak rumput
kebar dosis 0.0945 mg/gr bobot badan/hari dapat meningkatkan fungsi reproduksi
tikus jantan yang terpapar asap rokok.
Kata Kunci: Asap rokok, ekstrak rumput kebar, spermatogenik, spermatozoa
SUMMARY
ADRIEN JEMS AKILES UNITLY. The Potential of Extract Kebar‟s Grass
(Biophytum petersianum Klotzsch) on Reproductive Function in Male Rat that
Exposure with Cigarette Smoke. Supervised by NASTITI KUSUMORINI,
SRIHADI AGUNGPRIYONO, ARYANI SISMIN SATYANINGTIJAS, and
ARIEF BOEDIONO.
One of the causes reproduction disorder that effect of decreasing
reproductive function is cigarette smoke. In Papua, kebar„s grass which in local
language called "banondit" (meaning many children) are commonly used by
locals as a herbal medicine to overcome reproductive problem. This research aims
to create an animal model of decreased reproductive function of male rats with
cigarette smoke exposure and to determine the potential of extract kebar‟s grass
on reproductive function of male rats exposed to cigarette smoke. The research
was conducted in three stages.
The first stage was designed to learn the animal model of decreasing
reproductive function in male rat exposure with cigarette smoke. The parameters
were analysis of microscopic lung, blood profile, analysis of microscopic testes,
spermatogenic cells count and spermatozoa quality. The results showed a black
particles of cytoplasm alveoli of lung which is predicted as tar in 40d and 60d,
increased PCV, decreased testes weight, spermatogenic cells count and
spermatozoa quality which did not return to normal conditions after stopping the
exposured appropriate time. This confirmed that the animals were exposed to
cigarette smoke can be used as an animal model of male reproductive function
decline.
The second stage was designed to learn the potential of extract kebar‟s
grass on blood profile in male rat exposed with cigarettes smoke. The parameters
was blood profile is erythrocyte, hemoglobin, hematokrit, indeks eritrosit and
Leukosit. The results showed that extract kebar‟s grass 0.0945 mg/gr body
weight/day can increased eritrosit in male rat exposed with cigarettes smoke.
The third stage was designed to learn the potential of extract kebar‟s grass
on testes, testosterone levels, spermatogenic cells count and spermatozoa quality
in male rat exposed with cigarettes smoke. The parameters were analysis of testes,
analysis of testosterone, spermatogenic cells count and spermatozoa quality. The
results showed that extract kebar‟s grass 0.0945 mg/gr body weight/day increased
testes weight, amount spermatogenic cells and spermatozoa quality in male rat
exposed with cigarettes smoke.
From this research could be conclude that giving of extract kebar‟s grass
0.0945 mg/gr body weight/day could increased reproductive function of male rat
that exposured by cigarette smoke.
Keywords: Cigarettes smoke, extract kebar‟s grass, spermatogenic, spermatozoa
©Hak Cipta Milik IPB, Tahun 2013
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
POTENSI EKSTRAK RUMPUT KEBAR (Biophytum
petersianum Klotzsch) PADA FUNGSI REPRODUKSI TIKUS
JANTAN YANG TERPAPAR ASAP ROKOK
ADRIEN JEMS AKILES UNITLY
Disertasi
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Doktor
pada
Program Studi Ilmu-ilmu Faal dan Khasiat Obat
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2013
Penguji pada Ujian Tertutup: Dr. drh. Koekoeh Santoso
Dr. drh. Ligaya ITA Tumbelaka, SP.MP, M.Sc
Penguji pada Ujian Terbuka: Dr. Dra. Ietje Wientarsih, Apt.,M.Sc
Drh. Yulvian Sani, Ph.D
Judul Disertasi : Potensi Ekstrak Rumput Kebar (Biophytum Petersianum
Klotzsch) pada Fungsi Reproduksi Tikus Jantan yang Terpapar
Asap Rokok.
Nama
: Adrien Jems Akiles Unitly
NRP
: B161080031
Disetujui oleh
Komisi Pembimbing
Dr dra Nastiti Kusumorini, AIF
Ketua
drh Srihadi Agungpriyono, Ph.D.PAVet (K)
Anggota
Dr drh Aryani S. Satyaningtijas, MSc, AIF
Anggota
Prof drh Arief Boediono, Ph.D.PAVet (K)
Anggota
Diketahui oleh
Ketua Program Studi/Mayor
Ilmu-ilmu Faal dan Khasiat Obat (IFO)
Dekan Sekolah Pascasarjana
Prof Dr drh Agik Suprayogi, MSc, AIF
Dr Ir Dahrul Syah, MScAgr
Tanggal Ujian : 29 Agustus 2013
Tanggal Lulus :
PRAKATA
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Kuasa yang
selalu memberikan Berkat dan AnugerahNya, sehingga penulis dapat
menyelesaikan karya ilmiah dengan judul “Potensi Ekstrak Rumput Kebar
(Biophytum Petersianum Klotzsch) pada Fungsi Reproduksi Tikus Jantan yang
Terpapar Asap Rokok”, yang dilaksanakan sejak Januari 2011 sampai April 2012.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Dr. dra. Nastiti Kusumorini, AIF, drh.
Srihadi Agungpriyono, Ph.D.PAVet (K), Dr. drh. Aryani Sismin Satyaningtijas,
M.Sc, AIF dan Prof. drh. Arief Boediono, Ph.D.PAVet (K) selaku komisi
pembimbing yang telah bersedia meluangkan waktu untuk membimbing dan
mengarahkan dalam pelaksanaan penelitian dan penulisan disertasi. Terima kasih
penulis ucapkan kepada Dr. drh. Koekoeh Santoso dan Dr. drh. Ligaya ITA
Tumbelaka, SP.MP, M.Sc selaku penguji luar komisi pada ujian sidang tertutup,
drh. Agus Setiyono, MS, Ph.D,APVet sebagai pimpinan sidang pada ujian
tertutup, Dr. Dra. Ietje Wientarsih, Apt.,M.Sc dan drh. Yulvian Sani, Ph.D selaku
penguji luar komisi pada ujian sidang terbuka dan drh. Srihadi Agungpriyono,
Ph.D.PAVet (K) sebagai pimpinan sidang pada ujian terbuka.
Ucapan terima kasih disampaikan kepada BPPS Dikti yang telah
memberikan biaya untuk studi, Pemda Provinsi Maluku, Yayasan Dana Beasiswa
Maluku (YDBM), Yayasan Satyabhakti Widya, dan Yayasan Supersemar yang
telah membantu dalam pemberian dana dalam penelitian dan penulisan disertasi.
Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada Ketua Program Studi Ilmu-ilmu
Faal dan Khasiat Obat (IFO) IPB Prof. Dr. drh. Agik Suprayogi, M.Sc, AIF dan
seluruh staf pengajar, pegawai dan laboran (Ibu Ida, Ibu Sri, Pak Edi dan Pak
Wawan) pada bagian Anatomi, Fisiologi dan Farmakologi FKH-IPB, staf laboran
Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Pascapanen Pertanian Bogor, staf
laboran BALITRO, teman-teman mahasiswa Ilmu-ilmu Faal dan Khasiat Obat
(IFO), Sisters Voice (Cerria Inara, Wunuhalono HED Dahoklory, Hearty
Salatnaya dan Stylia Johannes), Gita Swara Pascasarjana (GSP) IPB (Alfred O.M
Dima, Marleen Pieter, Sarah Nila, Silvia Puspitasari, Yuang Dinni, Sarah Boru
Saragih, Adeleyda M.Lumingkewas, Lady D. Tetelepta, Intan Herwindra, Vida,
Flandrianto, Fred, Wahid, Daniel, Putra, dll), Keluarga Besar POUKADS, temanteman PERMAMA, Persekutuan Mahasiswa Oikumene, IMAPPA, PERMASUT,
GAMANUSRATIM, mantan pengurus DEMA PASCASARJANA IPB 20102011, alumni muda GMNI Sulawesi Utara, serta sahabat penulis Dra Suprihatin,
M.Si dan Dr. Safrida, S.Pd, M.Si yang selalu memberikan motivasi dan
dukungannya. Ucapan terima kasih yang tak terhingga kepada Papa dan Mama,
Kakak Joice serta kedua adik Jane dan Kristo, juga keluarga besar UnitlySilahooy, Tutupoly dan Oraplean atas dukungan Doa dan kasih sayangnya.
Semoga karya ilmiah ini dapat bermanfaat bagi yang membutuhkannya.
Bogor, Agustus 2013
Adrien Jems Akiles Unitly
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL ---------------------------------------------------------------------DAFTAR GAMBAR ------------------------------------------------------------------DAFTAR LAMPIRAN ----------------------------------------------------------------
ii
iii
iii
1 PENDAHULUAN ------------------------------------------------------------------Latar Belakang ----------------------------------------------------------------Tujuan Penelitian --------------------------------------------------------------Hipotesis -----------------------------------------------------------------------Manfaat Penelitian ------------------------------------------------------------Kebaruan (Novelty) -----------------------------------------------------------Kerangka Pemikiran -----------------------------------------------------------
1
1
3
3
3
3
3
2 TINJAUAN PUSTAKA ------------------------------------------------------------ 6
Taksonomi, Ekologi dan Komposisi Rumput Kebar ---------------------- 6
Pengaturan Hormon Reproduksi Jantan ------------------------------------ 8
Spermatogenesis ---------------------------------------------------------------- 9
Gangguan Reproduksi Jantan ------------------------------------------------- 10
Pengaruh Asap Rokok Pada Tubuh ------------------------------------------ 11
3 PEMBUATAN HEWAN MODEL PENURUNAN FUNGSI
REPRODUKSI TIKUS JANTAN DENGAN PEMAPARAN ASAP
ROKOK-------------------------------------------------------------------------------Pendahuluan -------------------------------------------------------------------Bahan dan Metode -----------------------------------------------------------Hasil dan Pembahasan -------------------------------------------------------Simpulan -------------------------------------------------------------------------
13
14
15
17
27
4 KAJIAN PEMBERIAN EKSTRAK RUMPUT KEBAR TERHADAP
GAMBARAN DARAH TIKUS JANTAN YANG TERPAPAR ASAP
ROKOK-------------------------------------------------------------------------------Pendahuluan -------------------------------------------------------------------Bahan dan Metode -----------------------------------------------------------Hasil dan Pembahasan -------------------------------------------------------Simpulan -------------------------------------------------------------------------
28
29
30
32
36
5 KAJIAN PEMBERIAN EKSTRAK RUMPUT KEBAR PADA
FUNGSI REPRODUKSI TIKUS JANTAN YANG TERPAPAR ASAP
ROKOK ------------------------------------------------------------------------------Pendahuluan -------------------------------------------------------------------Bahan dan Metode -----------------------------------------------------------Hasil dan Pembahasan -------------------------------------------------------Simpulan -------------------------------------------------------------------------
37
38
38
41
47
6 PEMBAHASAN UMUM ---------------------------------------------------------- 48
7 SIMPULAN DAN SARAN -------------------------------------------------------- 51
DAFTAR PUSTAKA ------------------------------------------------------------------ 52
LAMPIRAN ----------------------------------------------------------------------------- 56
RIWAYAT HIDUP --------------------------------------------------------------------- 65
DAFTAR TABEL
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
15.
Komposisi kimia rumput kebar (Sadsoeitoeboen 2005) --------------------Komposisi asam amino rumput kebar (Sadsoeitoeboen 2005) -------------Hasil uji kualitatif fitokimia rumput kebar (Azlina 2009) ------------------Rataan bobot basah paru-paru tikus jantan setelah pemaparan asap
rokok dan setelah pemberhentian perlakuan ----------------------------------Rataan jumlah butir darah merah (eritrosit)/RBC (juta/mm3), Kadar
Hemoglobin (Hb) (gr %) dan Hematokrit/PCV (%) setelah pemaparan
asap rokok dan setelah pemberhentian perlakuan ----------------------------Rataan indeks eritrosit setelah pemaparan asap rokok dan setelah
pemberhentian perlakuan --------------------------------------------------------Rataan jumlah butir darah putih (Juta/mm3) setelah pemaparan asap
rokok dan setelah pemberhentian perlakuan ---------------------------------Rataan bobot testis setelah pemaparan asap rokok dan setelah
pemberhentian perlakuan --------------------------------------------------------Rataan jumlah sel-sel spermatogenik (spermatogonium, spermatosit
primer dan spermatid akhir) setelah pemaparan asap rokok dan setelah
pemberhentian perlakuan --------------------------------------------------------Rataan kualitas spermatozoa (konsentrasi spermatozoa, viabilitas
spermatozoa dan abnormalitas spermatozoa) setelah pemaparan asap
rokok dan setelah pemberhentian perlakuan ----------------------------------Rataan jumlah BDM (juta/mm3), Kadar Hb (gr %) dan Nilai PCV (%)
setelah pemaparan asap rokok, pemberian ekstrak rumput kebar dan
setelah pemberhentian pemberian ekstrak rumput kebar --------------------Rataan indeks eritrosit setelah pemaparan asap rokok, pemberian
ekstrak rumput kebar dan setelah pemberhentian pemberian ekstrak
rumput kebar --------------------------------------------------------------------Rataan jumlah BDP (Juta/mm3) setelah pemaparan asap rokok,
pemberian ekstrak rumput kebar dan setelah pemberhentian pemberian
ekstrak rumput kebar --------------------------------------------------------------Rataan bobot testis, konsentrasi DNA dan RNA testis tikus setelah
pemaparan asap rokok, pemberian ekstrak rumput kebar dan setelah
pemberhentian pemberian ekstrak rumput kebar ------------------------------Rataan kadar hormon testosteron setelah pemaparan asap rokok,
pemberian ekstrak rumput kebar dan setelah pemberhentian pemberian
ekstrak rumput kebar --------------------------------------------------------------Rataan jumlah sel-sel spermatogenik (spermatogonium, spermatosit
primer dan spermatid akhir) setelah pemaparan asap rokok, pemberian
ekstrak rumput kebar dan setelah pemberhentian pemberian ekstrak
rumput kebar --------------------------------------------------------------------Rataan kualitas spermatozoa (konsentrasi spermatozoa, viabilitas
spermatozoa dan abnormalitas spermatozoa) setelah pemaparan asap
rokok, pemberian ekstrak rumput kebar dan setelah pemberhentian
pemberian ekstrak rumput kebar ------------------------------------------------Perbandingan luas permukaan tubuh hewan percobaan untuk konversi
dosis (Laurence dan Bacharah 1964) --------------------------------------------
7
7
8
18
20
21
22
23
25
26
32
35
36
41
43
44
46
61
DAFTAR GAMBAR
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
Bagan kerangka pemikiran ------------------------------------------------------Tahapan penelitian ----------------------------------------------------------------Rumput kebar --------------------------------------------------------------------Rumput kebar dari Papua --------------------------------------------------------Pengaturan hormon reproduksi jantan -----------------------------------------Proses spermatogenesis -----------------------------------------------------------Bagan alur penelitian -------------------------------------------------------------Fotomikrograf paru-paru setelah pemaparan asap rokok menunjukkan
peningkatan partikel berwarna coklat tua atau hitam-------------------------Fotomikrograf paru-paru menunjukkan peningkatan sel-sel radang
pada alveoli paru-paru ------------------------------------------------------------Fotomikrograf menunjukkan struktur tubulus seminiferus setelah
pemaparan asap rokok -----------------------------------------------------------Bagan alur penelitian--------------------------------------------------------------Bagan alur penelitian--------------------------------------------------------------Smoking chamber ------------------------------------------------------------------Testis tikus ------------------------------------------------------------------------
4
5
6
6
8
10
17
19
19
24
31
40
56
58
DAFTAR LAMPIRAN
1
2
3
4
5
6
Tata cara pemaparan asap rokok -----------------------------------------------Analisis mikroskopis paru-paru ------------------------------------------------Pengukuran gambaran darah ----------------------------------------------------Analisis mikroskopis testis dan jumlah sel-sel spermatogenik -------------Kualitas spermatozoa -------------------------------------------------------------Perbandingan luas permukaan tubuh hewan percobaan untuk konversi
dosis (Laurence dan Bacharah 1964) -------------------------------------------7 Pembuatan ekstrak rumput kebar------------------------------------------------8 Kandungan rumput kebar --------------------------------------------------------9 Analisis DNA dan RNA testis tikus --------------------------------------------10 Analisis hormon testosteron ------------------------------------------------------
54
54
55
56
57
58
58
60
60
61
1
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Fungsi reproduksi jantan dipengaruhi oleh testis yang berfungsi
menghasilkan spermatozoa dan hormon androgen, yaitu testosteron. Lapisan luar
testis adalah tunika albugenia (membran putih tipis) yang merupakan jaringan
yang elastis. Pembuluh kapiler darah banyak terdapat di bawah tunika albugenia.
Lapisan di bawah tunika albugenia adalah lapisan parenkim yang merupakan
lapisan fungsional testis. Di dalam segmen-segmen jaringan parenkim terdapat
tubulus seminiferus yang merupakan tempat produksi spermatozoa. Tubulus
seminiferus merupakan pembuluh seks primer, mengandung sel-sel germinal
(spermatogonia) dan sel Sertoli. Sel-sel tersebut terhubung dengan membran
basalis yang membentuk blood testis barrier. Stimulasi oleh follicle stimulating
hormone (FSH) menyebabkan sel-sel Sertoli memproduksi androgen binding
protein (ABP) dan inhibidin. Di bawah pengaruh FSH, sel Sertoli memicu sel-sel
germinal melakukan proses awal spermatogenesis dan menyediakan kebutuhan
nutrisi dan perkembangan spermatogonia. Sel-sel Leydig terdapat di dalam
jaringan parenkim di antara saluran-saluran tubulus seminiferus. Stimulasi oleh
lutenising hormone (LH) menyebabkan sel-sel Leydig memproduksi testosteron
yang salah satu fungsinya untuk mengatur proses spermatogenesis. Testosteron
diperlukan dalam produksi spermatozoa dan mengembangkan seks sekunder
(Bearden et al. 2004). Penurunan fungsi reproduksi dapat terjadi secara genetik
dan non genetik seperti terpapar bahan kimia dan penggunaan obat-obatan. Asap
rokok mengandung senyawa-senyawa kimia yang bersifat toksik dan akan
terbawa oleh darah ke seluruh organ tubuh termasuk organ reproduksi sehingga
dapat menurunkan fungsi reproduksi. Beberapa penelitian mengenai efek bahan
kimia rokok terhadap sistem reproduksi oleh Rajpurkar et al. (2000) menunjukkan
dampak terburuk dari asap rokok adalah rusaknya jaringan pada testis tikus yang
akan mengakibatkan gangguan spermatogenesis sehingga terjadi abnormal
spermatozoa. Hal ini sejalan dengan Ahmadnia et al. (2007) yang menunjukkan
bahwa asap rokok dapat memberikan efek toksik sehingga menurunkan proses
spermatogenesis pada tikus. Senyawa toksik asap rokok yang masuk secara
inhalasi ke dalam tubuh dapat menyebabkan gangguan pada paru-paru dan
akhirnya terjadi iritasi pada hati sehingga hati tidak sanggup melakukan
detoksifikasi secara sempurna. Hal ini dapat menyebabkan munculnya metabolit
sekunder yang dapat bertindak sebagai radikal bebas yang ikut dalam peredaran
darah menuju ke seluruh bagian tubuh termasuk testis.
Hasil survei dari Survey Global Youth Tobacco tahun 2000
memperlihatkan bahwa 88% perokok di Indonesia lebih menyukai rokok kretek
dan 12% menyukai rokok putih. Kadar tar dan nikotin pada rokok kretek lebih
tinggi dibandingkan dengan rokok putih (rokok tanpa cengkeh). Secara umum,
rokok kretek yang dijual di Indonesia mengandung 1,9-2,76 mg nikotin dan 34-65
mg tar per batang, sedangkan rokok putih mengandung 0,05-1,4 mg nikotin dan
0,5-24 mg tar per batang. Rokok kretek berpotensi menghasilkan asap yang lebih
banyak dibandingkan dengan rokok putih (Susanna et al. 2003). Dalam proses
merokok terjadi dua reaksi yaitu reaksi pembakaran dan reaksi pirolisa. Reaksi
pembakaran adalah suatu runutan reaksi kimia antara bahan bakar dan oksidan,
2
disertai dengan produksi panas yang kadang disertai cahaya dalam bentuk pendar
atau api. Reaksi pembakaran dengan oksigen akan membentuk senyawa CO2,
H2O2, NO, SO, dan CO. Reaksi pirolisa adalah dekomposisi kimia bahan organik
melalui proses pemanasan tanpa atau sedikit oksigen atau reagen lainnya. Material
mentah akan mengalami pemecahan struktur kimia menjadi fase gas. Reaksi
pirolisa menyebabkan pemecahan struktur kimia rokok menjadi berbagai senyawa
kimia (Bindar 2000). Senyawa kimia tersebut bersifat toksik seperti bahan
karsinogen, tar, nikotin, nitrosamin, karbon monoksida, senyawa PAH
(Polynuclear Aromatic Hydrogen), fenol, karbonil, klorin dioksin, dan furan
(Fowles dan Bates 2000). Saat merokok, ada dua aliran asap yang dihasilkan,
yakni asap arus utama dan asap arus samping. Asap arus utama dihasilkan dari
pembakaran sempurna, hanya 15 % yang dihisap oleh perokok aktif, sedangkan
arus samping dihasilkan dari pembakaran tidak sempurna sebanyak 85 %
mengandung zat karsinogen yang dapat mencemari lingkungan. Susanna et al.
(2003) menyatakan bahwa asap rokok arus samping mengandung nikotin lebih
banyak dari pada dalam arus utama. Dengan kata lain bahwa kadar nikotin yang
dilepaskan ke lingkungan lebih banyak dari pada nikotin yang dihisap oleh
perokok. Perbandingan jumlah nikotin dalam asap arus samping lebih banyak 4 –
6 kali dari pada yang terdapat dalam asap arus utama.
Indonesia merupakan negara kepulauan tropis terbesar di dunia dan
memiliki keragaman tumbuhan yang sangat tinggi setelah Brazil. Salah satunya
adalah tanaman obat yang jumlahnya mencapai 7500 spesies [Humas Kementan
RI 2012]. Hasil Kajian yang telah dilakukan sampai tahun 2000 ditemukan
sebanyak 1.845 jenis tumbuhan obat yang tersebar di berbagai bentuk ekologi
hutan dan ekosistem alam lainnya. Keanekaragaman hayati tumbuhan obat
Indonesia belum banyak dimanfaatkan karena belum diketahui jenis dan
manfaatnya, namun sebagian telah dimanfaatkan secara turun temurun sebagai
obat tradisional.
Salah satu tumbuhan obat yang memiliki potensi medis untuk reproduksi
adalah rumput kebar (Biophytum petersianum Klotzsch) yang belum banyak
diketahui di Indonesia, ditemukan di Kecamatan Kebar, Kabupaten Manokwari,
Provinsi Papua Barat. Rumput kebar yang termasuk famili Oxalidaceae
(belimbing) telah dikenal sejak dulu oleh masyarakat Papua terutama di daerah
pegunungan Arfak khususnya Kecamatan Kebar dan merupakan tumbuhan
endemik alami daerah ini. Di Papua, rumput kebar yang dalam bahasa lokalnya
disebut “banondit” (artinya banyak anak) biasa digunakan oleh penduduk
setempat sebagai obat-obatan untuk mengatasi masalah reproduksi. Biophytum
petersianum Klotzsch digunakan sebagai tumbuhan obat tradisional di berbagai
negara di Afrika untuk mengobati malaria, dermatitis, meningkatkan stamina,
demam, nyeri pada tulang, obat pencahar atau diare pada anak-anak. Di negara
Afrika lainnya tumbuhan ini digunakan sebagai obat luka karena sengatan dan
gigitan ular, serta sebagai obat sakit perut (Inngjerdingen et al. 2004; 2006; 2008).
Rumput kebar mengandung zat-zat seperti flavonoid, vitamin E dan
vitamin A adalah antioksidan yang dapat menetralisir toksik, mencegah kerusakan
yang ditimbulkan toksik dan mempertahankan kesehatan spermatozoa. Vitamin E
dapat menghambat reaksi oksidasi dengan mengikat vitamin E radikal menjadi
vitamin E bebas yang berfungsi kembali sebagai antioksidan (Pavlovic et al.
2005). Adanya za-zat aktif seperti zat-zat antioksidan, zat-zat nutrisi dan asam
3
amino yang terkandung dalam rumput kebar, diharapkan dapat memperbaiki
fungsi reproduksi tikus jantan, sehingga perlu diteliti potensi rumput kebar
(Biophytum petersianum Klotzsch) terhadap fungsi reproduksi tikus jantan yang
telah terpapar asap rokok.
Tujuan Penelitian
Tujuan umum penelitian ini adalah mengkaji kandungan rumput kebar
yang diduga memiliki potensi untuk memperbaiki fungsi reproduksi yang telah
menurun. Tujuan khusus penelitian ini adalah untuk :
1. Membuat hewan model penurunan fungsi reproduksi tikus jantan yang diberi
pemaparan asap rokok.
2. Mengkaji pemberian ekstrak rumput kebar terhadap perubahan gambaran darah
tikus jantan yang terpapar asap rokok.
3. Mengkaji pemberian ekstrak rumput kebar terhadap kualitas testis, kadar
testosteron, jumlah sel-sel spermatogenik dan kualitas spermatozoa tikus jantan
yang terpapar asap rokok.
Hipotesis
Pemberian ekstrak rumput kebar (Biophytum petersianum Klotzsch) dapat
memperbaiki fungsi reproduksi tikus jantan yang terpapar asap rokok.
Manfaat Penelitian
Hasil penelitian ini diharapkan menjadi kontribusi pengetahuan dalam
penggunaan ekstrak rumput kebar untuk perbaikan kualitas testis, kadar hormon
testosteron, jumlah sel-sel spermatogenik dan kualitas spermatozoa pada fungsi
reproduksi yang menurun sehingga dapat diterapkan dalam pengembangan
pengobatan pada pasangan yang mengalami gangguan infertilitas khususnya pada
pria. Data ini dapat digunakan untuk penerapan dan pengembangan dalam Ilmu
Kedokteran, Ilmu Pengetahuan dan Teknologi (IPTEK) dan dalam bidang farmasi.
Kebaruan (Novelty)
Sejauh ini, penggunaan rumput kebar yang diberikan dengan cara direbus
dapat memperbaiki bobot testis dan kualitas spermatozoa. Belum pernah
dilaporkan tentang pemberian ekstrak rumput kebar dengan parameter yang dilihat
adalah analisis mikroskopis testis, hormon testosteron, jumlah sel-sel
spermatogenik dan kualitas spermatozoa terhadap tikus jantan yang telah terpapar
asap rokok.
Kerangka Pemikiran
Gangguan reproduksi dapat disebabkan karena turunnya fungsi reproduksi.
Penurunan fungsi reproduksi dapat terjadi akibat terkena bahan-bahan berbahaya
seperti zat-zat kimia dan asap rokok. Asap rokok mengandung tiga golongan
4
bahan kimia yang berbahaya antara lain nikotin, karbon monoksida, tar, dan
khusus rokok kretek mengandung eugenol. Saat terpapar asap rokok, tar yang
merupakan zat karsinogen dapat menempel pada alveoli paru-paru sehingga
menyebabkan penurunan fungsi paru-paru. Asap rokok dapat menyebabkan
penurunan jumlah oksigen yang masuk ke darah melalui paru-paru. Selain itu, CO
yang dihasilkan dalam proses merokok akan masuk ke dalam darah dan dapat
diikat dengan mudah oleh hemoglobin karena hemoglobin mempunyai afinitas
yang lebih tinggi terhadap pengikatan CO dibandingkan oksigen. Ikatan
hemoglobin dan CO akan membentuk karbon monoksihemoglobin dan jika dalam
jumlah banyak dapat menyebabkan kekentalan darah sehingga gambaran darah
dapat menurun. Paparan asap rokok terus menerus juga dapat menyebabkan darah
membawa senyawa-senyawa tar mengalir melalui pembuluh darah ke seluruh
bagian tubuh termasuk organ reproduksi. Hal ini dapat menyebabkan penurunan
kualitas testis sehingga menurunkan produksi hormon testosteron dan
menyebabkan gangguan proses spermatogenesis, akibatnya jumlah sel-sel
spermatogenik dan kualitas spermatozoa juga menurun. Untuk mengatasi masalah
penurunan fungsi reproduksi saat ini, maka banyak dilakukan penelitian-penelitian
menggunakan obat-obatan baik kimiawi maupun tradisional.
Rumput kebar (Biophytum petersianum Klotzsch) merupakan obat
tradisional yang dipercaya mampu meningkatkan fungsi reproduksi jantan yang
menurun akibat terpapar asap rokok. Hal ini dikarenakan rumput kebar
mengandung protein, karbohidrat, tanin, flavonoid, antioksidan, fosfor, zat besi,
kalsium, vitamin E dan vitamin A yang semua ini berperan dalam fungsi
reproduksi jantan. Hal ini menjadi dasar pemikiran penggunaan ekstrak rumput
kebar sebagai bahan alami yang dapat memperbaiki fungsi reproduksi yaitu
kualitas tesis, hormon testosteron, jumlah sel-sel spermatogenik dan kualitas
spermatozoa (Gambar 1)
Endogen
Eksogen
Asap rokok /
Zat kimia
Tar, CO, Nikotin
Gangguan
Reproduksi
Fungsi
reproduksi
Spermatogenesis
Testosteron
Fungsi
paru-paru
Struktur dan Fungsi
Testis
Gambaran
darah
Rumput Kebar
Gambar 1. Kerangka Pemikiran
5
Berdasarkan kerangka penelitian di atas, dalam rangka pelaksanaannya,
penelitian ini dibagi dalam tiga tahap seperti tercantum pada Gambar 2. Masingmasing penelitian dilakukan menggunakan metode yang sesuai dimana hasilnya
dibahas pada bagian-bagian dalam disertasi ini.
1. Pembuatan hewan model penurunan fungsi reproduksi
tikus jantan dengan pemaparan asap rokok.
2. Kajian pemberian ekstrak
rumput kebar terhadap
gambaran darah tikus
jantan yang terpapar asap
rokok.
3. Kajian pemberian ekstrak
rumput kebar terhadap
fungsi reproduksi tikus
jantan yang terpapar asap
rokok.
Gambar 2. Tahapan penelitian
6
TINJAUAN PUSTAKA
Taksonomi, Ekologi dan Komposisi Rumput Kebar
Tumbuhan rumput kebar yang disebut “banondit” dalam istilah lokal
bahasa setempat merupakan tumbuhan perdu yang termasuk dalam kelas
Dycotiledoneae, family Oxalidaceae, genus Biophytum, species Biophytum
petersianum Klotzsch (Veldkamp 1976) dengan ciri-ciri yaitu gagang bunga
(penduncle) berukuran sangat pendek, daun majemuk membulat (obovate)
(Gambar 3 dan 4).
Gambar 3. Rumput Kebar
http://www.zimbabweflora.co.zw/speciesdata/index.php
Gambar 4. Rumput Kebar dari Papua Barat
Sumber: Dokumentasi Syukur Karamang
Rumput kebar tumbuh pada ketinggian 500 – 600 m diatas permukaan laut
di padang rumput distrik Kebar yang memiliki luasan hamparan sebesar 743,75 ha
7
yang terdiri dari beberapa kampung yaitu Kebaar Timur, Tengah dan Barat.
Rumput kebar biasanya tumbuh berasosiasi dan ternaungi oleh Paspalum
konyugatum dan Imperata cylindrical (tumbuhan alang-alang) sehingga terlihat
adanya perbedaan ukuran tinggi dan rendah akibat terhalangnya cahaya matahari.
Imbiri et al. (2003) menyatakan bahwa tanah habitat alami tumbuhan rumput
kebar memiliki tekstur tanah pasir dengan permeabilitas sedang sampai tinggi.
Adapun komposisi kimia rumput kebar menurut Sadsoeitoeboen (2005),
mengandung senyawa-senyawa antioksidan diantaranya vitamin A dan vitamin E
(Tabel 1).
Tabel 1. Komposisi kimia rumput kebar (Sadsoeitoeboen 2005)
No
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
Bahan Penyusun
Bahan kering
Abu
Protein kasar
Serat kasar
Lemak kasar
Beta-N
Calsium (Ca)
Fosfor (P)
NaCl
Vitamin A (IU)
Vitamin E (IU)
Jumlah (%)
89.06
12.76
7.35
35.85
0.72
32.38
1.52
0.60
0.09
199.30
13.27
Selain itu pada protein rumput kebar juga mengandung asam-asam amino
(Tabel 2) yang sangat dibutuhkan untuk aktivitas reproduksi dan produksi.
Tabel 2. Komposisi asam amino rumput kebar (Sadsoeitoeboen 2005).
No
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
Jenis Asam Amino
Asam Aspartat
Asam Glutamat
Serin
Glisin
Histidin
Arginin
Treonin
Alanin
Prolin
Tirosin
Valin
Metionin
Sistin
Isoleusin
Leusin
Fenilalanin
Lysin
Jumlah (%)
0.255
0.230
0.198
0.123
0.345
0.310
0.220
0.115
0.345
0.316
0.252
0.287
0.254
0.237
0.298
0.360
0.259
Menurut Azlina (2009), hasil uji fitokimia rumput kebar memperlihatkan
adanya kandungan Flavonoid yang tinggi (Tabel 3).
8
Tabel 3. Hasil uji kualitatif fitokimia rumput kebar (Azlina 2009).
No
Kandungan Bahan
Kualitas Keberadaan Bahan
1.
Alkaloid
++++
2.
Saponin
++ sampai dengan +++
3.
Tanin
++++
4.
Fenolik
++
5.
Flavonoid
++++
6.
Triterfenoid
++++
7.
Steroid
8.
Glikosida
+++
Keterangan :
: Negatif
+
: Positif lemah
++
: Positif
+++
: Positif kuat
++++ : Positif kuat sekali
Pengaturan Hormon Reproduksi Jantan
Reproduksi meliputi proses perkembangan sistem reproduksi yang dimulai
dari perkembangan sel sampai dengan terbentuknya individu baru. Sistem
reproduksi melibatkan suatu substansi yang penting yaitu hormon. Selain
pengaturan oleh syaraf, keberadaan hormon sangat diperlukan dalam segala aspek
pengaturan tubuh. Oleh karena itu pengaturan sistem reproduksi merupakan
kerjasama antara sistem syaraf dan hormon (Gambar 5).
Gambar 5. Pengaturan hormon pada sistem reproduksi hewan jantan.
(http://klinikandrologi.blogspot.com/2010_12_01_archive.html)
9
Pada hewan jantan, gonadotrophin releasing hormone (GnRH)
disekresikan dari hipothalamus untuk menstimulasi pelepasan lutenising hormone
(LH) dan follicle stimulating hormone (FSH) dari hipofisis anterior. LH
merangsang sel-sel Leydig untuk memproduksi testosteron. FSH akan
menstimulasi sel-sel Sertoli untuk proses pembentukan sel-sel germinal pada
spermatogenesis. FSH dan testosteron merangsang sel-sel spermatogenik untuk
melakukan meiosis dan berdiferensiasi menjadi spermatozoa (Ganong 2003).
FSH merangsang sel Sertoli untuk mensekresikan ABP (androgen binding
protein) dan inhibin. ABP berfungsi mengangkut testosteron ke dalam lumen
tubulus seminiferus. Testosteron tidak dapat memasuki lumen tubulus tanpa ABP.
Selain menghasilkan inhibin dan ABP, sel Sertoli juga berfungsi sebagai penyedia
makanan bagi sel-sel spermatogenik yang sedang tumbuh, memakan (fagositosis)
sel-sel germinal yang abnormal dan sebagai pelindung sel-sel germinal yang
sedang berkembang. Inhibidin dan testosteron berfungsi sebagai Feed back
negatif terhadap GnRH. Testosteron dalam kadar tertentu dapat menghambat
pengeluaran FSH dan LH oleh pituitari anterior (Ganong 2003).
Spermatogenesis
Spermatogenesis adalah proses pertumbuhan dan perubahan dari
spermatogonia sampai spermatozoa yang terjadi pada tubulus seminiferus di
dalam testis. Spermatogenesis mencakup pematangan sel epitel germinal melalui
proses pembelahan dan diferensiasi sel, yang bertujuan untuk membentuk
spermatozoa fungsional. Pematangan sel terjadi di tubulus seminiferus yang
kemudian disimpan dalam epididimis. Dinding tubulus seminiferus tersusun dari
jaringan ikat dan jaringan epitelium germinal (jaringan epitelium benih) yang
berfungsi pada saat spermatogenesis. Pintalan-pintalan tubulus seminiferus
terdapat di dalam ruang-ruang testis (lobulus testis). Tubulus seminiferus terdiri
dari sejumlah besar sel epitel germinal (sel epitel benih) yang disebut
spermatogonia (spermatogonium = tunggal). Spermatogonia terletak di dua
sampai tiga lapisan luar sel-sel epitel tubulus seminiferus. Spermatogonia terusmenerus membelah untuk memperbanyak diri, sebagian dari spermatogonia
berdiferensiasi melalui tahap-tahap perkembangan tertentu untuk membentuk
spermatozoa. Pada tubulus seminiferus terdapat sel-sel spermatogonium dan sel
Sertoli. Sel Sertoli berfungsi sebagai sumber nutrisi spermatozoa sedangkan sel
Leydig yang terdapat di dalam jaringan parenkim di antara tubulus seminiferus
berfungsi menghasilkan testosteron. Proses pembentukan spermatozoa
dipengaruhi oleh kerja beberapa hormon yang dihasilkan kelenjar hipofisis yaitu:
LH merangsang sel Leydig untuk menghasilkan hormon testosteron. Pada masa
pubertas, androgen/testosteron memacu tumbuhnya sifat seks sekunder.
FSH merangsang sel Sertoli untuk menghasilkan ABP (Androgen Binding
Protein) yang akan memacu spermatogonium untuk memulai proses
spermatogenesis. Proses pematangan (maturasi) spermatosit menjadi
spermatozoa disebut spermiogenesis. Spermiogenesis terjadi di dalam
epididimis dan pada manusia membutuhkan waktu selama 2 hari (Hafez dan
Hafez 2000).
Proses spermatogenesis dimulai dari tahapan spermatositogenesis yaitu
perkembangan sel primordial menjadi spermatogonia diploid kemudian
10
spermatogonia mengalami mitosis menjadi spermatosit primer yang mengandung
kromososm diploid (2n) selanjutnya spermatosit primer mengalami meiosis dan
menghasilkan spermatosit sekunder yang memiliki kromosom haploid (n).
Spermatosit sekunder kemudian mengalami miosis menjadi spermatid yang
haploid. Tahapan Spermiogenesis merupakan pembentukan spermatid menjadi
spermatozoa matang. Ketika spermatid dibentuk pertama kali, spermatid memiliki
bentuk seperti sel-sel epitel. Selanjutnya spermatid mulai memanjang dan akan
terlihat bentuk yang terdiri dari kepala dan ekor (Gambar 6).
Gambar 6. Proses spermatogenesis
(http://intanriani.wordpress.com/pembentukan-gamet-jantan-spermatogenesis/)
Apabila proses spermatogenesis telah selesai, maka ABP testosteron
(Androgen Binding Protein Testosteron) tidak diperlukan lagi, sel Sertoli akan
menghasilkan hormon inhibin untuk memberi umpan balik kepada hipofisis agar
menghentikan sekresi FSH dan LH. Spermatozoa akan keluar melalui uretra
bersama-sama dengan cairan yang dihasilkan oleh kelenjar vesikula seminalis,
kelenjar prostat dan kelenjar cowper yang dikenal sebagai semen. Pada waktu
ejakulasi, seorang laki-laki dapat mengeluarkan 300 – 400 juta sel spermatozoa.
Gangguan Reproduksi Jantan
Gangguan reproduksi adalah gangguan yang terjadi akibat menurunnya
fungsi reproduksi. Penurunan fungsi reproduksi dapat terjadi secara endogen dan
11
eksogen. Gangguan fungsi reproduksi secara eksogen merupakan gangguan yang
terjadi akibat masuknya senyawa-senyawa kimia yang berasal dari obat-obatan,
asap kendaraan dan asap rokok. Asap rokok mengandung senyawa-senyawa kimia
yang masuk secara inhalasi menyebabkan terjadinya metabolit sekunder yang
bertindak sebagai radikal bebas sehingga dapat menurunkan fungsi testis
(Ahmadnia et al. 2007). Senyawa kimia asap rokok yang bersifat toksik dapat
merusak jaringan testis, menyebabkan gangguan spermatogenesis sehingga terjadi
abnormal spermatozoa (Rajpurkar et al. 2000). Gangguan-gangguan spermatozoa
yang terjadi yaitu Oligoteratozoospermia merupakan bentuk spermatozoa tidak
normal (abnormal) dengan jumlah sel spermatozoa yang dihasilkan hanya sedikit,
dysspermia adalah kemampuan gerak (motilitas) spermatozoa yang rendah dan
Azoospermia obstruktif merupakan keadaan tidak adanya spermatozoa pada cairan
ejakulat karena ada penyumbatan (Tjong dan Rodjani 2012).
Pengaruh Asap Rokok pada Tubuh
Organisasi Kesehatan Dunia (World Health Organization/WHO) tahun
2012 menyatakan bahwa jumlah perokok Indonesia terbanyak ketiga di seluruh
dunia setelah Cina dan India, di atas Rusia dan Amerika yaitu sebesar 65 juta
perokok atau 28 % per penduduk. Asap rokok mengeluarkan racun karsinogenik
yang dapat menyebabkan beraneka macam gangguan kesehatan. Gangguan
kesehatan yang dapat ditimbulkan oleh asap rokok berupa penyakit
kardiovaskuler, arteriosklerosis, tukak lambung dan usus, kanker, chronic
obstructive pulmonary disease (COPD) dan lain-lain (Susanna et al 2003).
Asap rokok mengandung tar. Tar merupakan suatu zat karsinogen yang
dapat menempel pada dinding alveolus paru-paru dan dapat mengganggu
masuknya oksigen ke seluruh tubuh. Tar juga berpengaruh pada metabolisme di
saluran pernafasan dan paru-paru yang pada akhirnya dapat menimbulkan kanker
(Droge 2002). Rokok yang mengandung tar, CO, dan nikotin merupakan
kumpulan dari ribuan macam bahan kimia, di antaranya nitrogen oksida, sianida,
hidrogen, amonia, asetilen, benzaldehida, benzena, metanol, dan lain-lain yang
bisa mengganggu kesehatan tubuh. Karbon monoksida menimbulkan desaturasi
hemoglobin, menurunkan persediaan oksigen untuk jaringan seluruh tubuh. CO
diikat oleh hemoglobin sehingga mengganggu pelepasan oksigen, dan
menyebabkan aterosklerosis (pengapuran/penebalan dinding pembuluh darah).
Fenomena ini menyebabkan peningkatan viskositas darah, sehingga
mempermudah penggumpalan darah. Nikotin, CO, dan bahan-bahan lain dalam
asap rokok terbukti merusak endotel (dinding dalam pembuluh darah), dan
mempermudah timbulnya penggumpalan darah. Asap rokok dapat menimbulkan
aterosklerosis atau terjadi pengerasan pada pembuluh darah (Droge 2002).
Masuknya senyawa-senyawa kimia asap rokok yang mengandung toksik ini dapat
menyebabkan gangguan darah. Darah sebagai agen tranportasi akan membawa
senyawa toksik tersebut sampai ke seluruh sel dan jaringan termasuk jaringan
reproduksi sehingga dapat menyebabkan gangguan kesehatan reproduksi.
Gangguan kesehatan reproduksi yang disebabkan oleh asap rokok pada
wanita dapat menyebabkan kanker leher rahim dan bagi wanita hamil dapat
mengganggu perkembangan janin. Pada pria yang mengkonsumsi rokok atau
terkena asap rokok terus-menerus akan menyebabkan toksik yang berasal dari
12
asap rokok terbawa melalui darah ke seluruh jaringan tubuh sampai ke testis dan
dapat berpengaruh menurunkan proses spermatogenesis. Asap rokok yang
mengandung CO dapat menyebabkan rusaknya membran sel testis. Turunnya
fungsi testis dapat menyebabkan penurunan hormon testosteron sehingga terjadi
penurunan kualitas spermatozoa (Handayaningsih 2009).
13
PEMBUATAN HEWAN MODEL PENURUNAN FUNGSI
REPRODUKSI TIKUS JANTAN DENGAN
PEMAPARAN ASAP ROKOK
Adrien Jems Akiles Unitly1, Nastiti Kusumorini2, Srihadi Agungpriyono2, Aryani
Sismin Satyaningtijas2, Arief Boediono2
1
Mahasiswa Program Doktor, Mayor Ilmu-ilmu Faal dan Khasiat Obat (IFO),
Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor, 2Mayor Ilmu-ilmu Faal dan
Khasiat Obat (IFO), Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor.
ABSTRAK
Penelitian ini bertujuan untuk membuat hewan model penurunan fungsi
reproduksi tikus jantan dengan pemaparan asap rokok. Penelitian ini
menggunakan RAL faktorial dengan faktor lama perlakuan dan waktu
pengambilan. Pemaparan asap rokok dilakukan dengan menggunakan 10 batang
rokok/ekor/hari selama 2,5 jam dalam smoking chamber. Dua puluh empat (24)
ekor tikus jantan dibagi menjadi 4 kelompok perlakuan. Kelompok N adalah
kelompok yang tidak diberi perlakuan, kelompok 20h adalah kelompok yang
dipapar asap rokok selama 20 hari dan diberhentikan pemaparan selama 20 hari,
kelompok 40h adalah kelompok yang dipapar asap rokok selama 40 hari dan
diberhentikan pemaparan selama 40 hari dan kelompok 60h adalah kelompok
yang dipapar asap rokok selama 60 hari dan diberhentikan pemaparan selama 60
hari. Pengambilan data dilakukan sebanyak 2 kali, pertama setelah pemaparan dan
kedua setelah pemberhentian pemaparan asap rokok. Parameter yang diamati
adalah analisis mikroskopis paru-paru, gambaran darah, analisis mikroskopis
testis, jumlah sel-sel spermatogenik dan kualitas spermatozoa. Hasil penelitian
menunjukkan peningkatan partikel hitam pada sitoplasma alveoli paru-paru yang
diduga adalah tar pada perlakuan 40h dan 60h, peningkatan sel-sel radang pada
perlakuan 60h, peningkatan nilai PCV, penurunan kualitas testis, penurunan
jumlah sel-sel spermatogenik dan kualitas spermatozoa pada tikus jantan setelah
pemaparan yang perubahan tersebut tidak kembali ke kondisi normal setelah
pemberhentian pemaparan.
Kata kunci : Asap rokok, spermatogenik, spermatozoa, testis.
ANIMAL MODEL IN DECREASING REPRODUCTIVE
FUNCTION OF MALE RAT EXPOSED WITH
CIGARETTE SMOKE
ABSTRACT
The purpose of this study is develop an animal model to reduce the
reproductive function of male rats exposed to cigarette smoke. A factorial CRD
with periode of treatment and sample collection was applied in this study. An
exposure of cigarette smoke was carried out at 10 cigarettes/rat/day for 2.5 hours
14
in an smoking chamber. Group N is untreated animals. Group 20d is exposed
animals with cigarette smoke for 20 days consectitively and released from the
cigarette smoke exposure for 20 days. Group 40d is exposed animals for 40 days
and released from the cigarette smoke for 40 days. Group 60d is exposed animals
for 60 days similar as above. Data collection was carried out twice : after exposure
and after redeasing the cigarette smoke exposure. The parameters of observation
included microscopic changes of lungs and testicle, blood profiles, spermatogenic
cells count and quality of spermatozoa. The results show an increased number of
blackish particulate deposits in the cytoplasm of alveoli at 40d and 60d considered
as tar deposit, an increased activity of inflammatory cells, an increased value of
PCV, decreasing testical weight, spermatogenic cells count and spermatozoa
quality of male rats after exposing which were unable to recover after releasing of
cigarette smoke exposure.
Keywords: cigarette smoke, spermatogenic, spermatozoa, testes.
PENDAHULUAN
Asap rokok merupakan aerosol heterogen dari pembakaran tembakau.
Setiap batang rokok mengandung berbagai bahan kimia diantaranya adalah
akreolin, karbonmonoksida, nikotin, amoniak, asam formiat, hidrogen sianida,
nitrogen oksida, sianogen, phenol, aseton, methanol dan tar (Riveles et al. 2005).
Kandungan kimia tembakau yang sudah teridentifikasi jumlahnya mencapai 2.500
komponen, sedangkan dalam asap rokok telah teridentifikasi sebanyak 4.800
macam komponen kimia yang dapat membahayakan kesehatan diantaranya tar,
nikotin, gas CO, dan NO. Asap rokok mengandung radikal bebas dalam jumlah
yang sangat tinggi, diperkirakan dalam satu kali hisapan rokok terdapat 1.014
molekul radikal bebas (Baker 2006). Radikal bebas yang terdapat dalam asap
rokok yang paling berbahaya adalah CO yang dapat menyebabkan rusaknya
membran sel testis karena fosfolipid dan glikolipid sebagai komponen membran
sel testis mengandung asam lemak tidak jenuh yang rentan terhadap pengaruh
radikal bebas terutama membran spermatozoa (Handayaningsih 2009). Asap
rokok dapat menyebabkan perubahan struktural dalam saluran pernapasan dan
penurunan respon imun (Arcavi dan Benewitz 2004). Penelitian mengenai
dampak buruk dari asap rokok terhadap sistem reproduksi dilaporkan oleh
Rajpurkar et al. (2000) bahwa pemaparan asap rokok selama 15, 30 dan 45 hari
menyebabkan kerusakan jaringan testis pada tikus yang mengakibatkan
spermatozoa menjadi abnormal. Selain itu, pemaparan asap rokok sebanyak 600
batang/15 ekor/10 minggu dapat menurunkan jumlah sel-sel spermatogenik pada
tikus (Ahmadnia et al. 2007). Sejalan dengan hal tersebut di atas pemaparan asap
rokok selama 30 hari menyebabkan kerusakan pada tubulus seminiferus (Dewi
2011). Radikal bebas yang terkandung dalam asap rokok dapat menyebabkan
kerusakan jaringan testis sehingga menyebabkan gangguan spermatogenesis
(Koskinen et al. 2000).
Spermatogenesis adalah proses dinamis perkembangan sel-sel
spermatogenik dari tahap spermatogonia sampai terbentuk spermatozoa.
Spermatogenesis dipengaruhi oleh faktor endogen dan eksogen. Faktor endogen
15
meliputi anatomi, fungsi faal dan genetik. Faktor eksogen dapat berupa bahan
kimia dan obat-obatan. Asap rokok merupakan faktor eksogen gangguan
spermatogenesis. Pemaparan yang terus menerus dapat menyebabkan masuknya
senyawa-senyawa toksik dalam asap rokok ke dalam darah dan akan beredar ke
seluruh bagian tubuh termasuk organ reproduksi. Hal ini mengakibatkan terjadi
penurunan kualitas testis termasuk penurunan produksi hormon testosteron
sehingga menyebabkan gangguan proses spermatogenesis. Pada akhirnya
gangguan proses spermatogenesis ini menyebabkan jumlah sel-sel spermatogenik
dan kualitas spermatozoa menurun. Semuanya ini dapat disebut sebagai
penurunan fungsi reproduksi.
Tujuan
Penelitian ini dilakukan dengan tujuan untuk menetapkan hewan model
penurunan fungsi reproduksi tikus jantan menggunakan pemaparan asap rokok
dengan parameter analisis mikroskopis paru-paru, gambaran darah, analisis
mikroskopis testis, jumlah sel-sel spermatogenik dan kualitas spermatozoa. Data
yang diperoleh dari penelitian ini dihar
petersianum Klotzsch) PADA FUNGSI REPRODUKSI TIKUS
JANTAN YANG TERPAPAR ASAP ROKOK
ADRIEN JEMS AKILES UNITLY
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2013
PERNYATAAN MENGENAI DISERTASI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa disertasi berjudul Potensi Ekstrak
Rumput Kebar (Biophytum petersianum Klotzsch) pada Fungsi Reproduksi Tikus
Jantan yang Terpapar Asap Rokok adalah benar karya saya dengan arahan dari
komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan
tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang
diterbitkan dari penulis lain telah 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, Agustus 2013
Adrien Jems Akiles Unitly
NRP B161080031
* Pelimpahan hak cipta atas karya tulis dari penelitian kerja sama dengan pihak
luar IPB harus didasarkan pada perjanjian kerja sama yang terkait.
RINGKASAN
ADRIEN JEMS AKILES UNITLY. Potensi Ekstrak Rumput Kebar (Biophytum
petersianum Klotzsch) pada Fungsi Reproduksi Tikus Jantan yang Terpapar Asap
Rokok.
Dibimbing
oleh
NASTITI
KUSUMORINI,
SRIHADI
AGUNGPRIYONO, ARYANI SISMIN SATYANINGTIJAS, dan ARIEF
BOEDIONO.
Salah satu penyebab gangguan reproduksi yang mengakibatkan penurunan
fungsi reproduksi adalah asap rokok. Di Papua, rumput kebar yang dalam bahasa
lokalnya disebut “banondit” (artinya banyak anak) biasa digunakan oleh
penduduk setempat sebagai obat-obatan untuk mengatasi masalah reproduksi.
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui potensi ekstrak rumput kebar pada
fungsi reproduksi tikus jantan yang terpapar asap rokok. Penelitian ini terdiri atas
tiga tahap penelitian.
Tahap pertama adalah pembuatan hewan model penurunan fungsi
reproduksi tikus jantan dengan pemaparan asap rokok. Parameter yang diamati
adalah analisis mikroskopis paru-paru, gambaran darah, analisis mikroskopis
testis, jumlah sel-sel spermatogenik dan kualitas spermatozoa. Hasil pengamatan
menunjukkan terdapat peningkatan partikel hitam pada sitoplasma alveoli paruparu yang diduga adalah tar pada perlakuan 40 hari dan 60 hari, peningkatan nilai
PCV, penurunan bobot testis, jumlah sel-sel spermatogenik dan kualitas
spermatozoa yang tidak kembali ke kondisi normal setelah pemberhentian
pemaparan. Hal ini menguatkan bahwa hewan yang dipapar asap rokok dapat
dijadikan sebagai hewan model penurunan fungsi reproduksi jantan.
Tahap kedua bertujuan mempelajari potensi ekstrak rumput kebar pada
gambaran darah tikus jantan yang telah terpapar asap rokok. Parameter yang
diamati adalah gambaran darah meliputi jumlah butir darah merah/BDM
(eritrosit), kadar hemoglobin (Hb), nilai hematokrit (PCV), indeks eritrosit dan
jumlah butir darah putih/BDP (leukosit). Hasil penelitian menunjukkan bahwa
pemberian ekstrak rumput kebar 0.0945 mg/gr bobot badan/hari dapat
menyebabkan penurunan jumlah BDM pada tikus yang terpapar asap rokok.
Tahap ketiga bertujuan mempelajari potensi ekstrak rumput kebar pada
testis, hormon testosteron, jumlah sel-sel spermatogenik dan kualitas spermatozoa
pada tikus yang terpapar asap rokok. Parameter yang diamati adalah analisis testis,
analisis testosteron, jumlah sel-sel spermatogenik dan kualitas spermatozoa. Hasil
penelitian menunjukkan bahwa pemberian ekstrak rumput kebar 0.0945 mg/gr
bobot badan/hari dapat meningkatkan bobot testis, jumlah sel-sel spermatogenik
dan kualitas spermatozoa pada tikus yang terpapar asap rokok.
Dari penelitian ini dapat disimpulkan bahwa pemberian ekstrak rumput
kebar dosis 0.0945 mg/gr bobot badan/hari dapat meningkatkan fungsi reproduksi
tikus jantan yang terpapar asap rokok.
Kata Kunci: Asap rokok, ekstrak rumput kebar, spermatogenik, spermatozoa
SUMMARY
ADRIEN JEMS AKILES UNITLY. The Potential of Extract Kebar‟s Grass
(Biophytum petersianum Klotzsch) on Reproductive Function in Male Rat that
Exposure with Cigarette Smoke. Supervised by NASTITI KUSUMORINI,
SRIHADI AGUNGPRIYONO, ARYANI SISMIN SATYANINGTIJAS, and
ARIEF BOEDIONO.
One of the causes reproduction disorder that effect of decreasing
reproductive function is cigarette smoke. In Papua, kebar„s grass which in local
language called "banondit" (meaning many children) are commonly used by
locals as a herbal medicine to overcome reproductive problem. This research aims
to create an animal model of decreased reproductive function of male rats with
cigarette smoke exposure and to determine the potential of extract kebar‟s grass
on reproductive function of male rats exposed to cigarette smoke. The research
was conducted in three stages.
The first stage was designed to learn the animal model of decreasing
reproductive function in male rat exposure with cigarette smoke. The parameters
were analysis of microscopic lung, blood profile, analysis of microscopic testes,
spermatogenic cells count and spermatozoa quality. The results showed a black
particles of cytoplasm alveoli of lung which is predicted as tar in 40d and 60d,
increased PCV, decreased testes weight, spermatogenic cells count and
spermatozoa quality which did not return to normal conditions after stopping the
exposured appropriate time. This confirmed that the animals were exposed to
cigarette smoke can be used as an animal model of male reproductive function
decline.
The second stage was designed to learn the potential of extract kebar‟s
grass on blood profile in male rat exposed with cigarettes smoke. The parameters
was blood profile is erythrocyte, hemoglobin, hematokrit, indeks eritrosit and
Leukosit. The results showed that extract kebar‟s grass 0.0945 mg/gr body
weight/day can increased eritrosit in male rat exposed with cigarettes smoke.
The third stage was designed to learn the potential of extract kebar‟s grass
on testes, testosterone levels, spermatogenic cells count and spermatozoa quality
in male rat exposed with cigarettes smoke. The parameters were analysis of testes,
analysis of testosterone, spermatogenic cells count and spermatozoa quality. The
results showed that extract kebar‟s grass 0.0945 mg/gr body weight/day increased
testes weight, amount spermatogenic cells and spermatozoa quality in male rat
exposed with cigarettes smoke.
From this research could be conclude that giving of extract kebar‟s grass
0.0945 mg/gr body weight/day could increased reproductive function of male rat
that exposured by cigarette smoke.
Keywords: Cigarettes smoke, extract kebar‟s grass, spermatogenic, spermatozoa
©Hak Cipta Milik IPB, Tahun 2013
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
POTENSI EKSTRAK RUMPUT KEBAR (Biophytum
petersianum Klotzsch) PADA FUNGSI REPRODUKSI TIKUS
JANTAN YANG TERPAPAR ASAP ROKOK
ADRIEN JEMS AKILES UNITLY
Disertasi
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Doktor
pada
Program Studi Ilmu-ilmu Faal dan Khasiat Obat
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2013
Penguji pada Ujian Tertutup: Dr. drh. Koekoeh Santoso
Dr. drh. Ligaya ITA Tumbelaka, SP.MP, M.Sc
Penguji pada Ujian Terbuka: Dr. Dra. Ietje Wientarsih, Apt.,M.Sc
Drh. Yulvian Sani, Ph.D
Judul Disertasi : Potensi Ekstrak Rumput Kebar (Biophytum Petersianum
Klotzsch) pada Fungsi Reproduksi Tikus Jantan yang Terpapar
Asap Rokok.
Nama
: Adrien Jems Akiles Unitly
NRP
: B161080031
Disetujui oleh
Komisi Pembimbing
Dr dra Nastiti Kusumorini, AIF
Ketua
drh Srihadi Agungpriyono, Ph.D.PAVet (K)
Anggota
Dr drh Aryani S. Satyaningtijas, MSc, AIF
Anggota
Prof drh Arief Boediono, Ph.D.PAVet (K)
Anggota
Diketahui oleh
Ketua Program Studi/Mayor
Ilmu-ilmu Faal dan Khasiat Obat (IFO)
Dekan Sekolah Pascasarjana
Prof Dr drh Agik Suprayogi, MSc, AIF
Dr Ir Dahrul Syah, MScAgr
Tanggal Ujian : 29 Agustus 2013
Tanggal Lulus :
PRAKATA
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Kuasa yang
selalu memberikan Berkat dan AnugerahNya, sehingga penulis dapat
menyelesaikan karya ilmiah dengan judul “Potensi Ekstrak Rumput Kebar
(Biophytum Petersianum Klotzsch) pada Fungsi Reproduksi Tikus Jantan yang
Terpapar Asap Rokok”, yang dilaksanakan sejak Januari 2011 sampai April 2012.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Dr. dra. Nastiti Kusumorini, AIF, drh.
Srihadi Agungpriyono, Ph.D.PAVet (K), Dr. drh. Aryani Sismin Satyaningtijas,
M.Sc, AIF dan Prof. drh. Arief Boediono, Ph.D.PAVet (K) selaku komisi
pembimbing yang telah bersedia meluangkan waktu untuk membimbing dan
mengarahkan dalam pelaksanaan penelitian dan penulisan disertasi. Terima kasih
penulis ucapkan kepada Dr. drh. Koekoeh Santoso dan Dr. drh. Ligaya ITA
Tumbelaka, SP.MP, M.Sc selaku penguji luar komisi pada ujian sidang tertutup,
drh. Agus Setiyono, MS, Ph.D,APVet sebagai pimpinan sidang pada ujian
tertutup, Dr. Dra. Ietje Wientarsih, Apt.,M.Sc dan drh. Yulvian Sani, Ph.D selaku
penguji luar komisi pada ujian sidang terbuka dan drh. Srihadi Agungpriyono,
Ph.D.PAVet (K) sebagai pimpinan sidang pada ujian terbuka.
Ucapan terima kasih disampaikan kepada BPPS Dikti yang telah
memberikan biaya untuk studi, Pemda Provinsi Maluku, Yayasan Dana Beasiswa
Maluku (YDBM), Yayasan Satyabhakti Widya, dan Yayasan Supersemar yang
telah membantu dalam pemberian dana dalam penelitian dan penulisan disertasi.
Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada Ketua Program Studi Ilmu-ilmu
Faal dan Khasiat Obat (IFO) IPB Prof. Dr. drh. Agik Suprayogi, M.Sc, AIF dan
seluruh staf pengajar, pegawai dan laboran (Ibu Ida, Ibu Sri, Pak Edi dan Pak
Wawan) pada bagian Anatomi, Fisiologi dan Farmakologi FKH-IPB, staf laboran
Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Pascapanen Pertanian Bogor, staf
laboran BALITRO, teman-teman mahasiswa Ilmu-ilmu Faal dan Khasiat Obat
(IFO), Sisters Voice (Cerria Inara, Wunuhalono HED Dahoklory, Hearty
Salatnaya dan Stylia Johannes), Gita Swara Pascasarjana (GSP) IPB (Alfred O.M
Dima, Marleen Pieter, Sarah Nila, Silvia Puspitasari, Yuang Dinni, Sarah Boru
Saragih, Adeleyda M.Lumingkewas, Lady D. Tetelepta, Intan Herwindra, Vida,
Flandrianto, Fred, Wahid, Daniel, Putra, dll), Keluarga Besar POUKADS, temanteman PERMAMA, Persekutuan Mahasiswa Oikumene, IMAPPA, PERMASUT,
GAMANUSRATIM, mantan pengurus DEMA PASCASARJANA IPB 20102011, alumni muda GMNI Sulawesi Utara, serta sahabat penulis Dra Suprihatin,
M.Si dan Dr. Safrida, S.Pd, M.Si yang selalu memberikan motivasi dan
dukungannya. Ucapan terima kasih yang tak terhingga kepada Papa dan Mama,
Kakak Joice serta kedua adik Jane dan Kristo, juga keluarga besar UnitlySilahooy, Tutupoly dan Oraplean atas dukungan Doa dan kasih sayangnya.
Semoga karya ilmiah ini dapat bermanfaat bagi yang membutuhkannya.
Bogor, Agustus 2013
Adrien Jems Akiles Unitly
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL ---------------------------------------------------------------------DAFTAR GAMBAR ------------------------------------------------------------------DAFTAR LAMPIRAN ----------------------------------------------------------------
ii
iii
iii
1 PENDAHULUAN ------------------------------------------------------------------Latar Belakang ----------------------------------------------------------------Tujuan Penelitian --------------------------------------------------------------Hipotesis -----------------------------------------------------------------------Manfaat Penelitian ------------------------------------------------------------Kebaruan (Novelty) -----------------------------------------------------------Kerangka Pemikiran -----------------------------------------------------------
1
1
3
3
3
3
3
2 TINJAUAN PUSTAKA ------------------------------------------------------------ 6
Taksonomi, Ekologi dan Komposisi Rumput Kebar ---------------------- 6
Pengaturan Hormon Reproduksi Jantan ------------------------------------ 8
Spermatogenesis ---------------------------------------------------------------- 9
Gangguan Reproduksi Jantan ------------------------------------------------- 10
Pengaruh Asap Rokok Pada Tubuh ------------------------------------------ 11
3 PEMBUATAN HEWAN MODEL PENURUNAN FUNGSI
REPRODUKSI TIKUS JANTAN DENGAN PEMAPARAN ASAP
ROKOK-------------------------------------------------------------------------------Pendahuluan -------------------------------------------------------------------Bahan dan Metode -----------------------------------------------------------Hasil dan Pembahasan -------------------------------------------------------Simpulan -------------------------------------------------------------------------
13
14
15
17
27
4 KAJIAN PEMBERIAN EKSTRAK RUMPUT KEBAR TERHADAP
GAMBARAN DARAH TIKUS JANTAN YANG TERPAPAR ASAP
ROKOK-------------------------------------------------------------------------------Pendahuluan -------------------------------------------------------------------Bahan dan Metode -----------------------------------------------------------Hasil dan Pembahasan -------------------------------------------------------Simpulan -------------------------------------------------------------------------
28
29
30
32
36
5 KAJIAN PEMBERIAN EKSTRAK RUMPUT KEBAR PADA
FUNGSI REPRODUKSI TIKUS JANTAN YANG TERPAPAR ASAP
ROKOK ------------------------------------------------------------------------------Pendahuluan -------------------------------------------------------------------Bahan dan Metode -----------------------------------------------------------Hasil dan Pembahasan -------------------------------------------------------Simpulan -------------------------------------------------------------------------
37
38
38
41
47
6 PEMBAHASAN UMUM ---------------------------------------------------------- 48
7 SIMPULAN DAN SARAN -------------------------------------------------------- 51
DAFTAR PUSTAKA ------------------------------------------------------------------ 52
LAMPIRAN ----------------------------------------------------------------------------- 56
RIWAYAT HIDUP --------------------------------------------------------------------- 65
DAFTAR TABEL
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
15.
Komposisi kimia rumput kebar (Sadsoeitoeboen 2005) --------------------Komposisi asam amino rumput kebar (Sadsoeitoeboen 2005) -------------Hasil uji kualitatif fitokimia rumput kebar (Azlina 2009) ------------------Rataan bobot basah paru-paru tikus jantan setelah pemaparan asap
rokok dan setelah pemberhentian perlakuan ----------------------------------Rataan jumlah butir darah merah (eritrosit)/RBC (juta/mm3), Kadar
Hemoglobin (Hb) (gr %) dan Hematokrit/PCV (%) setelah pemaparan
asap rokok dan setelah pemberhentian perlakuan ----------------------------Rataan indeks eritrosit setelah pemaparan asap rokok dan setelah
pemberhentian perlakuan --------------------------------------------------------Rataan jumlah butir darah putih (Juta/mm3) setelah pemaparan asap
rokok dan setelah pemberhentian perlakuan ---------------------------------Rataan bobot testis setelah pemaparan asap rokok dan setelah
pemberhentian perlakuan --------------------------------------------------------Rataan jumlah sel-sel spermatogenik (spermatogonium, spermatosit
primer dan spermatid akhir) setelah pemaparan asap rokok dan setelah
pemberhentian perlakuan --------------------------------------------------------Rataan kualitas spermatozoa (konsentrasi spermatozoa, viabilitas
spermatozoa dan abnormalitas spermatozoa) setelah pemaparan asap
rokok dan setelah pemberhentian perlakuan ----------------------------------Rataan jumlah BDM (juta/mm3), Kadar Hb (gr %) dan Nilai PCV (%)
setelah pemaparan asap rokok, pemberian ekstrak rumput kebar dan
setelah pemberhentian pemberian ekstrak rumput kebar --------------------Rataan indeks eritrosit setelah pemaparan asap rokok, pemberian
ekstrak rumput kebar dan setelah pemberhentian pemberian ekstrak
rumput kebar --------------------------------------------------------------------Rataan jumlah BDP (Juta/mm3) setelah pemaparan asap rokok,
pemberian ekstrak rumput kebar dan setelah pemberhentian pemberian
ekstrak rumput kebar --------------------------------------------------------------Rataan bobot testis, konsentrasi DNA dan RNA testis tikus setelah
pemaparan asap rokok, pemberian ekstrak rumput kebar dan setelah
pemberhentian pemberian ekstrak rumput kebar ------------------------------Rataan kadar hormon testosteron setelah pemaparan asap rokok,
pemberian ekstrak rumput kebar dan setelah pemberhentian pemberian
ekstrak rumput kebar --------------------------------------------------------------Rataan jumlah sel-sel spermatogenik (spermatogonium, spermatosit
primer dan spermatid akhir) setelah pemaparan asap rokok, pemberian
ekstrak rumput kebar dan setelah pemberhentian pemberian ekstrak
rumput kebar --------------------------------------------------------------------Rataan kualitas spermatozoa (konsentrasi spermatozoa, viabilitas
spermatozoa dan abnormalitas spermatozoa) setelah pemaparan asap
rokok, pemberian ekstrak rumput kebar dan setelah pemberhentian
pemberian ekstrak rumput kebar ------------------------------------------------Perbandingan luas permukaan tubuh hewan percobaan untuk konversi
dosis (Laurence dan Bacharah 1964) --------------------------------------------
7
7
8
18
20
21
22
23
25
26
32
35
36
41
43
44
46
61
DAFTAR GAMBAR
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
Bagan kerangka pemikiran ------------------------------------------------------Tahapan penelitian ----------------------------------------------------------------Rumput kebar --------------------------------------------------------------------Rumput kebar dari Papua --------------------------------------------------------Pengaturan hormon reproduksi jantan -----------------------------------------Proses spermatogenesis -----------------------------------------------------------Bagan alur penelitian -------------------------------------------------------------Fotomikrograf paru-paru setelah pemaparan asap rokok menunjukkan
peningkatan partikel berwarna coklat tua atau hitam-------------------------Fotomikrograf paru-paru menunjukkan peningkatan sel-sel radang
pada alveoli paru-paru ------------------------------------------------------------Fotomikrograf menunjukkan struktur tubulus seminiferus setelah
pemaparan asap rokok -----------------------------------------------------------Bagan alur penelitian--------------------------------------------------------------Bagan alur penelitian--------------------------------------------------------------Smoking chamber ------------------------------------------------------------------Testis tikus ------------------------------------------------------------------------
4
5
6
6
8
10
17
19
19
24
31
40
56
58
DAFTAR LAMPIRAN
1
2
3
4
5
6
Tata cara pemaparan asap rokok -----------------------------------------------Analisis mikroskopis paru-paru ------------------------------------------------Pengukuran gambaran darah ----------------------------------------------------Analisis mikroskopis testis dan jumlah sel-sel spermatogenik -------------Kualitas spermatozoa -------------------------------------------------------------Perbandingan luas permukaan tubuh hewan percobaan untuk konversi
dosis (Laurence dan Bacharah 1964) -------------------------------------------7 Pembuatan ekstrak rumput kebar------------------------------------------------8 Kandungan rumput kebar --------------------------------------------------------9 Analisis DNA dan RNA testis tikus --------------------------------------------10 Analisis hormon testosteron ------------------------------------------------------
54
54
55
56
57
58
58
60
60
61
1
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Fungsi reproduksi jantan dipengaruhi oleh testis yang berfungsi
menghasilkan spermatozoa dan hormon androgen, yaitu testosteron. Lapisan luar
testis adalah tunika albugenia (membran putih tipis) yang merupakan jaringan
yang elastis. Pembuluh kapiler darah banyak terdapat di bawah tunika albugenia.
Lapisan di bawah tunika albugenia adalah lapisan parenkim yang merupakan
lapisan fungsional testis. Di dalam segmen-segmen jaringan parenkim terdapat
tubulus seminiferus yang merupakan tempat produksi spermatozoa. Tubulus
seminiferus merupakan pembuluh seks primer, mengandung sel-sel germinal
(spermatogonia) dan sel Sertoli. Sel-sel tersebut terhubung dengan membran
basalis yang membentuk blood testis barrier. Stimulasi oleh follicle stimulating
hormone (FSH) menyebabkan sel-sel Sertoli memproduksi androgen binding
protein (ABP) dan inhibidin. Di bawah pengaruh FSH, sel Sertoli memicu sel-sel
germinal melakukan proses awal spermatogenesis dan menyediakan kebutuhan
nutrisi dan perkembangan spermatogonia. Sel-sel Leydig terdapat di dalam
jaringan parenkim di antara saluran-saluran tubulus seminiferus. Stimulasi oleh
lutenising hormone (LH) menyebabkan sel-sel Leydig memproduksi testosteron
yang salah satu fungsinya untuk mengatur proses spermatogenesis. Testosteron
diperlukan dalam produksi spermatozoa dan mengembangkan seks sekunder
(Bearden et al. 2004). Penurunan fungsi reproduksi dapat terjadi secara genetik
dan non genetik seperti terpapar bahan kimia dan penggunaan obat-obatan. Asap
rokok mengandung senyawa-senyawa kimia yang bersifat toksik dan akan
terbawa oleh darah ke seluruh organ tubuh termasuk organ reproduksi sehingga
dapat menurunkan fungsi reproduksi. Beberapa penelitian mengenai efek bahan
kimia rokok terhadap sistem reproduksi oleh Rajpurkar et al. (2000) menunjukkan
dampak terburuk dari asap rokok adalah rusaknya jaringan pada testis tikus yang
akan mengakibatkan gangguan spermatogenesis sehingga terjadi abnormal
spermatozoa. Hal ini sejalan dengan Ahmadnia et al. (2007) yang menunjukkan
bahwa asap rokok dapat memberikan efek toksik sehingga menurunkan proses
spermatogenesis pada tikus. Senyawa toksik asap rokok yang masuk secara
inhalasi ke dalam tubuh dapat menyebabkan gangguan pada paru-paru dan
akhirnya terjadi iritasi pada hati sehingga hati tidak sanggup melakukan
detoksifikasi secara sempurna. Hal ini dapat menyebabkan munculnya metabolit
sekunder yang dapat bertindak sebagai radikal bebas yang ikut dalam peredaran
darah menuju ke seluruh bagian tubuh termasuk testis.
Hasil survei dari Survey Global Youth Tobacco tahun 2000
memperlihatkan bahwa 88% perokok di Indonesia lebih menyukai rokok kretek
dan 12% menyukai rokok putih. Kadar tar dan nikotin pada rokok kretek lebih
tinggi dibandingkan dengan rokok putih (rokok tanpa cengkeh). Secara umum,
rokok kretek yang dijual di Indonesia mengandung 1,9-2,76 mg nikotin dan 34-65
mg tar per batang, sedangkan rokok putih mengandung 0,05-1,4 mg nikotin dan
0,5-24 mg tar per batang. Rokok kretek berpotensi menghasilkan asap yang lebih
banyak dibandingkan dengan rokok putih (Susanna et al. 2003). Dalam proses
merokok terjadi dua reaksi yaitu reaksi pembakaran dan reaksi pirolisa. Reaksi
pembakaran adalah suatu runutan reaksi kimia antara bahan bakar dan oksidan,
2
disertai dengan produksi panas yang kadang disertai cahaya dalam bentuk pendar
atau api. Reaksi pembakaran dengan oksigen akan membentuk senyawa CO2,
H2O2, NO, SO, dan CO. Reaksi pirolisa adalah dekomposisi kimia bahan organik
melalui proses pemanasan tanpa atau sedikit oksigen atau reagen lainnya. Material
mentah akan mengalami pemecahan struktur kimia menjadi fase gas. Reaksi
pirolisa menyebabkan pemecahan struktur kimia rokok menjadi berbagai senyawa
kimia (Bindar 2000). Senyawa kimia tersebut bersifat toksik seperti bahan
karsinogen, tar, nikotin, nitrosamin, karbon monoksida, senyawa PAH
(Polynuclear Aromatic Hydrogen), fenol, karbonil, klorin dioksin, dan furan
(Fowles dan Bates 2000). Saat merokok, ada dua aliran asap yang dihasilkan,
yakni asap arus utama dan asap arus samping. Asap arus utama dihasilkan dari
pembakaran sempurna, hanya 15 % yang dihisap oleh perokok aktif, sedangkan
arus samping dihasilkan dari pembakaran tidak sempurna sebanyak 85 %
mengandung zat karsinogen yang dapat mencemari lingkungan. Susanna et al.
(2003) menyatakan bahwa asap rokok arus samping mengandung nikotin lebih
banyak dari pada dalam arus utama. Dengan kata lain bahwa kadar nikotin yang
dilepaskan ke lingkungan lebih banyak dari pada nikotin yang dihisap oleh
perokok. Perbandingan jumlah nikotin dalam asap arus samping lebih banyak 4 –
6 kali dari pada yang terdapat dalam asap arus utama.
Indonesia merupakan negara kepulauan tropis terbesar di dunia dan
memiliki keragaman tumbuhan yang sangat tinggi setelah Brazil. Salah satunya
adalah tanaman obat yang jumlahnya mencapai 7500 spesies [Humas Kementan
RI 2012]. Hasil Kajian yang telah dilakukan sampai tahun 2000 ditemukan
sebanyak 1.845 jenis tumbuhan obat yang tersebar di berbagai bentuk ekologi
hutan dan ekosistem alam lainnya. Keanekaragaman hayati tumbuhan obat
Indonesia belum banyak dimanfaatkan karena belum diketahui jenis dan
manfaatnya, namun sebagian telah dimanfaatkan secara turun temurun sebagai
obat tradisional.
Salah satu tumbuhan obat yang memiliki potensi medis untuk reproduksi
adalah rumput kebar (Biophytum petersianum Klotzsch) yang belum banyak
diketahui di Indonesia, ditemukan di Kecamatan Kebar, Kabupaten Manokwari,
Provinsi Papua Barat. Rumput kebar yang termasuk famili Oxalidaceae
(belimbing) telah dikenal sejak dulu oleh masyarakat Papua terutama di daerah
pegunungan Arfak khususnya Kecamatan Kebar dan merupakan tumbuhan
endemik alami daerah ini. Di Papua, rumput kebar yang dalam bahasa lokalnya
disebut “banondit” (artinya banyak anak) biasa digunakan oleh penduduk
setempat sebagai obat-obatan untuk mengatasi masalah reproduksi. Biophytum
petersianum Klotzsch digunakan sebagai tumbuhan obat tradisional di berbagai
negara di Afrika untuk mengobati malaria, dermatitis, meningkatkan stamina,
demam, nyeri pada tulang, obat pencahar atau diare pada anak-anak. Di negara
Afrika lainnya tumbuhan ini digunakan sebagai obat luka karena sengatan dan
gigitan ular, serta sebagai obat sakit perut (Inngjerdingen et al. 2004; 2006; 2008).
Rumput kebar mengandung zat-zat seperti flavonoid, vitamin E dan
vitamin A adalah antioksidan yang dapat menetralisir toksik, mencegah kerusakan
yang ditimbulkan toksik dan mempertahankan kesehatan spermatozoa. Vitamin E
dapat menghambat reaksi oksidasi dengan mengikat vitamin E radikal menjadi
vitamin E bebas yang berfungsi kembali sebagai antioksidan (Pavlovic et al.
2005). Adanya za-zat aktif seperti zat-zat antioksidan, zat-zat nutrisi dan asam
3
amino yang terkandung dalam rumput kebar, diharapkan dapat memperbaiki
fungsi reproduksi tikus jantan, sehingga perlu diteliti potensi rumput kebar
(Biophytum petersianum Klotzsch) terhadap fungsi reproduksi tikus jantan yang
telah terpapar asap rokok.
Tujuan Penelitian
Tujuan umum penelitian ini adalah mengkaji kandungan rumput kebar
yang diduga memiliki potensi untuk memperbaiki fungsi reproduksi yang telah
menurun. Tujuan khusus penelitian ini adalah untuk :
1. Membuat hewan model penurunan fungsi reproduksi tikus jantan yang diberi
pemaparan asap rokok.
2. Mengkaji pemberian ekstrak rumput kebar terhadap perubahan gambaran darah
tikus jantan yang terpapar asap rokok.
3. Mengkaji pemberian ekstrak rumput kebar terhadap kualitas testis, kadar
testosteron, jumlah sel-sel spermatogenik dan kualitas spermatozoa tikus jantan
yang terpapar asap rokok.
Hipotesis
Pemberian ekstrak rumput kebar (Biophytum petersianum Klotzsch) dapat
memperbaiki fungsi reproduksi tikus jantan yang terpapar asap rokok.
Manfaat Penelitian
Hasil penelitian ini diharapkan menjadi kontribusi pengetahuan dalam
penggunaan ekstrak rumput kebar untuk perbaikan kualitas testis, kadar hormon
testosteron, jumlah sel-sel spermatogenik dan kualitas spermatozoa pada fungsi
reproduksi yang menurun sehingga dapat diterapkan dalam pengembangan
pengobatan pada pasangan yang mengalami gangguan infertilitas khususnya pada
pria. Data ini dapat digunakan untuk penerapan dan pengembangan dalam Ilmu
Kedokteran, Ilmu Pengetahuan dan Teknologi (IPTEK) dan dalam bidang farmasi.
Kebaruan (Novelty)
Sejauh ini, penggunaan rumput kebar yang diberikan dengan cara direbus
dapat memperbaiki bobot testis dan kualitas spermatozoa. Belum pernah
dilaporkan tentang pemberian ekstrak rumput kebar dengan parameter yang dilihat
adalah analisis mikroskopis testis, hormon testosteron, jumlah sel-sel
spermatogenik dan kualitas spermatozoa terhadap tikus jantan yang telah terpapar
asap rokok.
Kerangka Pemikiran
Gangguan reproduksi dapat disebabkan karena turunnya fungsi reproduksi.
Penurunan fungsi reproduksi dapat terjadi akibat terkena bahan-bahan berbahaya
seperti zat-zat kimia dan asap rokok. Asap rokok mengandung tiga golongan
4
bahan kimia yang berbahaya antara lain nikotin, karbon monoksida, tar, dan
khusus rokok kretek mengandung eugenol. Saat terpapar asap rokok, tar yang
merupakan zat karsinogen dapat menempel pada alveoli paru-paru sehingga
menyebabkan penurunan fungsi paru-paru. Asap rokok dapat menyebabkan
penurunan jumlah oksigen yang masuk ke darah melalui paru-paru. Selain itu, CO
yang dihasilkan dalam proses merokok akan masuk ke dalam darah dan dapat
diikat dengan mudah oleh hemoglobin karena hemoglobin mempunyai afinitas
yang lebih tinggi terhadap pengikatan CO dibandingkan oksigen. Ikatan
hemoglobin dan CO akan membentuk karbon monoksihemoglobin dan jika dalam
jumlah banyak dapat menyebabkan kekentalan darah sehingga gambaran darah
dapat menurun. Paparan asap rokok terus menerus juga dapat menyebabkan darah
membawa senyawa-senyawa tar mengalir melalui pembuluh darah ke seluruh
bagian tubuh termasuk organ reproduksi. Hal ini dapat menyebabkan penurunan
kualitas testis sehingga menurunkan produksi hormon testosteron dan
menyebabkan gangguan proses spermatogenesis, akibatnya jumlah sel-sel
spermatogenik dan kualitas spermatozoa juga menurun. Untuk mengatasi masalah
penurunan fungsi reproduksi saat ini, maka banyak dilakukan penelitian-penelitian
menggunakan obat-obatan baik kimiawi maupun tradisional.
Rumput kebar (Biophytum petersianum Klotzsch) merupakan obat
tradisional yang dipercaya mampu meningkatkan fungsi reproduksi jantan yang
menurun akibat terpapar asap rokok. Hal ini dikarenakan rumput kebar
mengandung protein, karbohidrat, tanin, flavonoid, antioksidan, fosfor, zat besi,
kalsium, vitamin E dan vitamin A yang semua ini berperan dalam fungsi
reproduksi jantan. Hal ini menjadi dasar pemikiran penggunaan ekstrak rumput
kebar sebagai bahan alami yang dapat memperbaiki fungsi reproduksi yaitu
kualitas tesis, hormon testosteron, jumlah sel-sel spermatogenik dan kualitas
spermatozoa (Gambar 1)
Endogen
Eksogen
Asap rokok /
Zat kimia
Tar, CO, Nikotin
Gangguan
Reproduksi
Fungsi
reproduksi
Spermatogenesis
Testosteron
Fungsi
paru-paru
Struktur dan Fungsi
Testis
Gambaran
darah
Rumput Kebar
Gambar 1. Kerangka Pemikiran
5
Berdasarkan kerangka penelitian di atas, dalam rangka pelaksanaannya,
penelitian ini dibagi dalam tiga tahap seperti tercantum pada Gambar 2. Masingmasing penelitian dilakukan menggunakan metode yang sesuai dimana hasilnya
dibahas pada bagian-bagian dalam disertasi ini.
1. Pembuatan hewan model penurunan fungsi reproduksi
tikus jantan dengan pemaparan asap rokok.
2. Kajian pemberian ekstrak
rumput kebar terhadap
gambaran darah tikus
jantan yang terpapar asap
rokok.
3. Kajian pemberian ekstrak
rumput kebar terhadap
fungsi reproduksi tikus
jantan yang terpapar asap
rokok.
Gambar 2. Tahapan penelitian
6
TINJAUAN PUSTAKA
Taksonomi, Ekologi dan Komposisi Rumput Kebar
Tumbuhan rumput kebar yang disebut “banondit” dalam istilah lokal
bahasa setempat merupakan tumbuhan perdu yang termasuk dalam kelas
Dycotiledoneae, family Oxalidaceae, genus Biophytum, species Biophytum
petersianum Klotzsch (Veldkamp 1976) dengan ciri-ciri yaitu gagang bunga
(penduncle) berukuran sangat pendek, daun majemuk membulat (obovate)
(Gambar 3 dan 4).
Gambar 3. Rumput Kebar
http://www.zimbabweflora.co.zw/speciesdata/index.php
Gambar 4. Rumput Kebar dari Papua Barat
Sumber: Dokumentasi Syukur Karamang
Rumput kebar tumbuh pada ketinggian 500 – 600 m diatas permukaan laut
di padang rumput distrik Kebar yang memiliki luasan hamparan sebesar 743,75 ha
7
yang terdiri dari beberapa kampung yaitu Kebaar Timur, Tengah dan Barat.
Rumput kebar biasanya tumbuh berasosiasi dan ternaungi oleh Paspalum
konyugatum dan Imperata cylindrical (tumbuhan alang-alang) sehingga terlihat
adanya perbedaan ukuran tinggi dan rendah akibat terhalangnya cahaya matahari.
Imbiri et al. (2003) menyatakan bahwa tanah habitat alami tumbuhan rumput
kebar memiliki tekstur tanah pasir dengan permeabilitas sedang sampai tinggi.
Adapun komposisi kimia rumput kebar menurut Sadsoeitoeboen (2005),
mengandung senyawa-senyawa antioksidan diantaranya vitamin A dan vitamin E
(Tabel 1).
Tabel 1. Komposisi kimia rumput kebar (Sadsoeitoeboen 2005)
No
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
Bahan Penyusun
Bahan kering
Abu
Protein kasar
Serat kasar
Lemak kasar
Beta-N
Calsium (Ca)
Fosfor (P)
NaCl
Vitamin A (IU)
Vitamin E (IU)
Jumlah (%)
89.06
12.76
7.35
35.85
0.72
32.38
1.52
0.60
0.09
199.30
13.27
Selain itu pada protein rumput kebar juga mengandung asam-asam amino
(Tabel 2) yang sangat dibutuhkan untuk aktivitas reproduksi dan produksi.
Tabel 2. Komposisi asam amino rumput kebar (Sadsoeitoeboen 2005).
No
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
Jenis Asam Amino
Asam Aspartat
Asam Glutamat
Serin
Glisin
Histidin
Arginin
Treonin
Alanin
Prolin
Tirosin
Valin
Metionin
Sistin
Isoleusin
Leusin
Fenilalanin
Lysin
Jumlah (%)
0.255
0.230
0.198
0.123
0.345
0.310
0.220
0.115
0.345
0.316
0.252
0.287
0.254
0.237
0.298
0.360
0.259
Menurut Azlina (2009), hasil uji fitokimia rumput kebar memperlihatkan
adanya kandungan Flavonoid yang tinggi (Tabel 3).
8
Tabel 3. Hasil uji kualitatif fitokimia rumput kebar (Azlina 2009).
No
Kandungan Bahan
Kualitas Keberadaan Bahan
1.
Alkaloid
++++
2.
Saponin
++ sampai dengan +++
3.
Tanin
++++
4.
Fenolik
++
5.
Flavonoid
++++
6.
Triterfenoid
++++
7.
Steroid
8.
Glikosida
+++
Keterangan :
: Negatif
+
: Positif lemah
++
: Positif
+++
: Positif kuat
++++ : Positif kuat sekali
Pengaturan Hormon Reproduksi Jantan
Reproduksi meliputi proses perkembangan sistem reproduksi yang dimulai
dari perkembangan sel sampai dengan terbentuknya individu baru. Sistem
reproduksi melibatkan suatu substansi yang penting yaitu hormon. Selain
pengaturan oleh syaraf, keberadaan hormon sangat diperlukan dalam segala aspek
pengaturan tubuh. Oleh karena itu pengaturan sistem reproduksi merupakan
kerjasama antara sistem syaraf dan hormon (Gambar 5).
Gambar 5. Pengaturan hormon pada sistem reproduksi hewan jantan.
(http://klinikandrologi.blogspot.com/2010_12_01_archive.html)
9
Pada hewan jantan, gonadotrophin releasing hormone (GnRH)
disekresikan dari hipothalamus untuk menstimulasi pelepasan lutenising hormone
(LH) dan follicle stimulating hormone (FSH) dari hipofisis anterior. LH
merangsang sel-sel Leydig untuk memproduksi testosteron. FSH akan
menstimulasi sel-sel Sertoli untuk proses pembentukan sel-sel germinal pada
spermatogenesis. FSH dan testosteron merangsang sel-sel spermatogenik untuk
melakukan meiosis dan berdiferensiasi menjadi spermatozoa (Ganong 2003).
FSH merangsang sel Sertoli untuk mensekresikan ABP (androgen binding
protein) dan inhibin. ABP berfungsi mengangkut testosteron ke dalam lumen
tubulus seminiferus. Testosteron tidak dapat memasuki lumen tubulus tanpa ABP.
Selain menghasilkan inhibin dan ABP, sel Sertoli juga berfungsi sebagai penyedia
makanan bagi sel-sel spermatogenik yang sedang tumbuh, memakan (fagositosis)
sel-sel germinal yang abnormal dan sebagai pelindung sel-sel germinal yang
sedang berkembang. Inhibidin dan testosteron berfungsi sebagai Feed back
negatif terhadap GnRH. Testosteron dalam kadar tertentu dapat menghambat
pengeluaran FSH dan LH oleh pituitari anterior (Ganong 2003).
Spermatogenesis
Spermatogenesis adalah proses pertumbuhan dan perubahan dari
spermatogonia sampai spermatozoa yang terjadi pada tubulus seminiferus di
dalam testis. Spermatogenesis mencakup pematangan sel epitel germinal melalui
proses pembelahan dan diferensiasi sel, yang bertujuan untuk membentuk
spermatozoa fungsional. Pematangan sel terjadi di tubulus seminiferus yang
kemudian disimpan dalam epididimis. Dinding tubulus seminiferus tersusun dari
jaringan ikat dan jaringan epitelium germinal (jaringan epitelium benih) yang
berfungsi pada saat spermatogenesis. Pintalan-pintalan tubulus seminiferus
terdapat di dalam ruang-ruang testis (lobulus testis). Tubulus seminiferus terdiri
dari sejumlah besar sel epitel germinal (sel epitel benih) yang disebut
spermatogonia (spermatogonium = tunggal). Spermatogonia terletak di dua
sampai tiga lapisan luar sel-sel epitel tubulus seminiferus. Spermatogonia terusmenerus membelah untuk memperbanyak diri, sebagian dari spermatogonia
berdiferensiasi melalui tahap-tahap perkembangan tertentu untuk membentuk
spermatozoa. Pada tubulus seminiferus terdapat sel-sel spermatogonium dan sel
Sertoli. Sel Sertoli berfungsi sebagai sumber nutrisi spermatozoa sedangkan sel
Leydig yang terdapat di dalam jaringan parenkim di antara tubulus seminiferus
berfungsi menghasilkan testosteron. Proses pembentukan spermatozoa
dipengaruhi oleh kerja beberapa hormon yang dihasilkan kelenjar hipofisis yaitu:
LH merangsang sel Leydig untuk menghasilkan hormon testosteron. Pada masa
pubertas, androgen/testosteron memacu tumbuhnya sifat seks sekunder.
FSH merangsang sel Sertoli untuk menghasilkan ABP (Androgen Binding
Protein) yang akan memacu spermatogonium untuk memulai proses
spermatogenesis. Proses pematangan (maturasi) spermatosit menjadi
spermatozoa disebut spermiogenesis. Spermiogenesis terjadi di dalam
epididimis dan pada manusia membutuhkan waktu selama 2 hari (Hafez dan
Hafez 2000).
Proses spermatogenesis dimulai dari tahapan spermatositogenesis yaitu
perkembangan sel primordial menjadi spermatogonia diploid kemudian
10
spermatogonia mengalami mitosis menjadi spermatosit primer yang mengandung
kromososm diploid (2n) selanjutnya spermatosit primer mengalami meiosis dan
menghasilkan spermatosit sekunder yang memiliki kromosom haploid (n).
Spermatosit sekunder kemudian mengalami miosis menjadi spermatid yang
haploid. Tahapan Spermiogenesis merupakan pembentukan spermatid menjadi
spermatozoa matang. Ketika spermatid dibentuk pertama kali, spermatid memiliki
bentuk seperti sel-sel epitel. Selanjutnya spermatid mulai memanjang dan akan
terlihat bentuk yang terdiri dari kepala dan ekor (Gambar 6).
Gambar 6. Proses spermatogenesis
(http://intanriani.wordpress.com/pembentukan-gamet-jantan-spermatogenesis/)
Apabila proses spermatogenesis telah selesai, maka ABP testosteron
(Androgen Binding Protein Testosteron) tidak diperlukan lagi, sel Sertoli akan
menghasilkan hormon inhibin untuk memberi umpan balik kepada hipofisis agar
menghentikan sekresi FSH dan LH. Spermatozoa akan keluar melalui uretra
bersama-sama dengan cairan yang dihasilkan oleh kelenjar vesikula seminalis,
kelenjar prostat dan kelenjar cowper yang dikenal sebagai semen. Pada waktu
ejakulasi, seorang laki-laki dapat mengeluarkan 300 – 400 juta sel spermatozoa.
Gangguan Reproduksi Jantan
Gangguan reproduksi adalah gangguan yang terjadi akibat menurunnya
fungsi reproduksi. Penurunan fungsi reproduksi dapat terjadi secara endogen dan
11
eksogen. Gangguan fungsi reproduksi secara eksogen merupakan gangguan yang
terjadi akibat masuknya senyawa-senyawa kimia yang berasal dari obat-obatan,
asap kendaraan dan asap rokok. Asap rokok mengandung senyawa-senyawa kimia
yang masuk secara inhalasi menyebabkan terjadinya metabolit sekunder yang
bertindak sebagai radikal bebas sehingga dapat menurunkan fungsi testis
(Ahmadnia et al. 2007). Senyawa kimia asap rokok yang bersifat toksik dapat
merusak jaringan testis, menyebabkan gangguan spermatogenesis sehingga terjadi
abnormal spermatozoa (Rajpurkar et al. 2000). Gangguan-gangguan spermatozoa
yang terjadi yaitu Oligoteratozoospermia merupakan bentuk spermatozoa tidak
normal (abnormal) dengan jumlah sel spermatozoa yang dihasilkan hanya sedikit,
dysspermia adalah kemampuan gerak (motilitas) spermatozoa yang rendah dan
Azoospermia obstruktif merupakan keadaan tidak adanya spermatozoa pada cairan
ejakulat karena ada penyumbatan (Tjong dan Rodjani 2012).
Pengaruh Asap Rokok pada Tubuh
Organisasi Kesehatan Dunia (World Health Organization/WHO) tahun
2012 menyatakan bahwa jumlah perokok Indonesia terbanyak ketiga di seluruh
dunia setelah Cina dan India, di atas Rusia dan Amerika yaitu sebesar 65 juta
perokok atau 28 % per penduduk. Asap rokok mengeluarkan racun karsinogenik
yang dapat menyebabkan beraneka macam gangguan kesehatan. Gangguan
kesehatan yang dapat ditimbulkan oleh asap rokok berupa penyakit
kardiovaskuler, arteriosklerosis, tukak lambung dan usus, kanker, chronic
obstructive pulmonary disease (COPD) dan lain-lain (Susanna et al 2003).
Asap rokok mengandung tar. Tar merupakan suatu zat karsinogen yang
dapat menempel pada dinding alveolus paru-paru dan dapat mengganggu
masuknya oksigen ke seluruh tubuh. Tar juga berpengaruh pada metabolisme di
saluran pernafasan dan paru-paru yang pada akhirnya dapat menimbulkan kanker
(Droge 2002). Rokok yang mengandung tar, CO, dan nikotin merupakan
kumpulan dari ribuan macam bahan kimia, di antaranya nitrogen oksida, sianida,
hidrogen, amonia, asetilen, benzaldehida, benzena, metanol, dan lain-lain yang
bisa mengganggu kesehatan tubuh. Karbon monoksida menimbulkan desaturasi
hemoglobin, menurunkan persediaan oksigen untuk jaringan seluruh tubuh. CO
diikat oleh hemoglobin sehingga mengganggu pelepasan oksigen, dan
menyebabkan aterosklerosis (pengapuran/penebalan dinding pembuluh darah).
Fenomena ini menyebabkan peningkatan viskositas darah, sehingga
mempermudah penggumpalan darah. Nikotin, CO, dan bahan-bahan lain dalam
asap rokok terbukti merusak endotel (dinding dalam pembuluh darah), dan
mempermudah timbulnya penggumpalan darah. Asap rokok dapat menimbulkan
aterosklerosis atau terjadi pengerasan pada pembuluh darah (Droge 2002).
Masuknya senyawa-senyawa kimia asap rokok yang mengandung toksik ini dapat
menyebabkan gangguan darah. Darah sebagai agen tranportasi akan membawa
senyawa toksik tersebut sampai ke seluruh sel dan jaringan termasuk jaringan
reproduksi sehingga dapat menyebabkan gangguan kesehatan reproduksi.
Gangguan kesehatan reproduksi yang disebabkan oleh asap rokok pada
wanita dapat menyebabkan kanker leher rahim dan bagi wanita hamil dapat
mengganggu perkembangan janin. Pada pria yang mengkonsumsi rokok atau
terkena asap rokok terus-menerus akan menyebabkan toksik yang berasal dari
12
asap rokok terbawa melalui darah ke seluruh jaringan tubuh sampai ke testis dan
dapat berpengaruh menurunkan proses spermatogenesis. Asap rokok yang
mengandung CO dapat menyebabkan rusaknya membran sel testis. Turunnya
fungsi testis dapat menyebabkan penurunan hormon testosteron sehingga terjadi
penurunan kualitas spermatozoa (Handayaningsih 2009).
13
PEMBUATAN HEWAN MODEL PENURUNAN FUNGSI
REPRODUKSI TIKUS JANTAN DENGAN
PEMAPARAN ASAP ROKOK
Adrien Jems Akiles Unitly1, Nastiti Kusumorini2, Srihadi Agungpriyono2, Aryani
Sismin Satyaningtijas2, Arief Boediono2
1
Mahasiswa Program Doktor, Mayor Ilmu-ilmu Faal dan Khasiat Obat (IFO),
Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor, 2Mayor Ilmu-ilmu Faal dan
Khasiat Obat (IFO), Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor.
ABSTRAK
Penelitian ini bertujuan untuk membuat hewan model penurunan fungsi
reproduksi tikus jantan dengan pemaparan asap rokok. Penelitian ini
menggunakan RAL faktorial dengan faktor lama perlakuan dan waktu
pengambilan. Pemaparan asap rokok dilakukan dengan menggunakan 10 batang
rokok/ekor/hari selama 2,5 jam dalam smoking chamber. Dua puluh empat (24)
ekor tikus jantan dibagi menjadi 4 kelompok perlakuan. Kelompok N adalah
kelompok yang tidak diberi perlakuan, kelompok 20h adalah kelompok yang
dipapar asap rokok selama 20 hari dan diberhentikan pemaparan selama 20 hari,
kelompok 40h adalah kelompok yang dipapar asap rokok selama 40 hari dan
diberhentikan pemaparan selama 40 hari dan kelompok 60h adalah kelompok
yang dipapar asap rokok selama 60 hari dan diberhentikan pemaparan selama 60
hari. Pengambilan data dilakukan sebanyak 2 kali, pertama setelah pemaparan dan
kedua setelah pemberhentian pemaparan asap rokok. Parameter yang diamati
adalah analisis mikroskopis paru-paru, gambaran darah, analisis mikroskopis
testis, jumlah sel-sel spermatogenik dan kualitas spermatozoa. Hasil penelitian
menunjukkan peningkatan partikel hitam pada sitoplasma alveoli paru-paru yang
diduga adalah tar pada perlakuan 40h dan 60h, peningkatan sel-sel radang pada
perlakuan 60h, peningkatan nilai PCV, penurunan kualitas testis, penurunan
jumlah sel-sel spermatogenik dan kualitas spermatozoa pada tikus jantan setelah
pemaparan yang perubahan tersebut tidak kembali ke kondisi normal setelah
pemberhentian pemaparan.
Kata kunci : Asap rokok, spermatogenik, spermatozoa, testis.
ANIMAL MODEL IN DECREASING REPRODUCTIVE
FUNCTION OF MALE RAT EXPOSED WITH
CIGARETTE SMOKE
ABSTRACT
The purpose of this study is develop an animal model to reduce the
reproductive function of male rats exposed to cigarette smoke. A factorial CRD
with periode of treatment and sample collection was applied in this study. An
exposure of cigarette smoke was carried out at 10 cigarettes/rat/day for 2.5 hours
14
in an smoking chamber. Group N is untreated animals. Group 20d is exposed
animals with cigarette smoke for 20 days consectitively and released from the
cigarette smoke exposure for 20 days. Group 40d is exposed animals for 40 days
and released from the cigarette smoke for 40 days. Group 60d is exposed animals
for 60 days similar as above. Data collection was carried out twice : after exposure
and after redeasing the cigarette smoke exposure. The parameters of observation
included microscopic changes of lungs and testicle, blood profiles, spermatogenic
cells count and quality of spermatozoa. The results show an increased number of
blackish particulate deposits in the cytoplasm of alveoli at 40d and 60d considered
as tar deposit, an increased activity of inflammatory cells, an increased value of
PCV, decreasing testical weight, spermatogenic cells count and spermatozoa
quality of male rats after exposing which were unable to recover after releasing of
cigarette smoke exposure.
Keywords: cigarette smoke, spermatogenic, spermatozoa, testes.
PENDAHULUAN
Asap rokok merupakan aerosol heterogen dari pembakaran tembakau.
Setiap batang rokok mengandung berbagai bahan kimia diantaranya adalah
akreolin, karbonmonoksida, nikotin, amoniak, asam formiat, hidrogen sianida,
nitrogen oksida, sianogen, phenol, aseton, methanol dan tar (Riveles et al. 2005).
Kandungan kimia tembakau yang sudah teridentifikasi jumlahnya mencapai 2.500
komponen, sedangkan dalam asap rokok telah teridentifikasi sebanyak 4.800
macam komponen kimia yang dapat membahayakan kesehatan diantaranya tar,
nikotin, gas CO, dan NO. Asap rokok mengandung radikal bebas dalam jumlah
yang sangat tinggi, diperkirakan dalam satu kali hisapan rokok terdapat 1.014
molekul radikal bebas (Baker 2006). Radikal bebas yang terdapat dalam asap
rokok yang paling berbahaya adalah CO yang dapat menyebabkan rusaknya
membran sel testis karena fosfolipid dan glikolipid sebagai komponen membran
sel testis mengandung asam lemak tidak jenuh yang rentan terhadap pengaruh
radikal bebas terutama membran spermatozoa (Handayaningsih 2009). Asap
rokok dapat menyebabkan perubahan struktural dalam saluran pernapasan dan
penurunan respon imun (Arcavi dan Benewitz 2004). Penelitian mengenai
dampak buruk dari asap rokok terhadap sistem reproduksi dilaporkan oleh
Rajpurkar et al. (2000) bahwa pemaparan asap rokok selama 15, 30 dan 45 hari
menyebabkan kerusakan jaringan testis pada tikus yang mengakibatkan
spermatozoa menjadi abnormal. Selain itu, pemaparan asap rokok sebanyak 600
batang/15 ekor/10 minggu dapat menurunkan jumlah sel-sel spermatogenik pada
tikus (Ahmadnia et al. 2007). Sejalan dengan hal tersebut di atas pemaparan asap
rokok selama 30 hari menyebabkan kerusakan pada tubulus seminiferus (Dewi
2011). Radikal bebas yang terkandung dalam asap rokok dapat menyebabkan
kerusakan jaringan testis sehingga menyebabkan gangguan spermatogenesis
(Koskinen et al. 2000).
Spermatogenesis adalah proses dinamis perkembangan sel-sel
spermatogenik dari tahap spermatogonia sampai terbentuk spermatozoa.
Spermatogenesis dipengaruhi oleh faktor endogen dan eksogen. Faktor endogen
15
meliputi anatomi, fungsi faal dan genetik. Faktor eksogen dapat berupa bahan
kimia dan obat-obatan. Asap rokok merupakan faktor eksogen gangguan
spermatogenesis. Pemaparan yang terus menerus dapat menyebabkan masuknya
senyawa-senyawa toksik dalam asap rokok ke dalam darah dan akan beredar ke
seluruh bagian tubuh termasuk organ reproduksi. Hal ini mengakibatkan terjadi
penurunan kualitas testis termasuk penurunan produksi hormon testosteron
sehingga menyebabkan gangguan proses spermatogenesis. Pada akhirnya
gangguan proses spermatogenesis ini menyebabkan jumlah sel-sel spermatogenik
dan kualitas spermatozoa menurun. Semuanya ini dapat disebut sebagai
penurunan fungsi reproduksi.
Tujuan
Penelitian ini dilakukan dengan tujuan untuk menetapkan hewan model
penurunan fungsi reproduksi tikus jantan menggunakan pemaparan asap rokok
dengan parameter analisis mikroskopis paru-paru, gambaran darah, analisis
mikroskopis testis, jumlah sel-sel spermatogenik dan kualitas spermatozoa. Data
yang diperoleh dari penelitian ini dihar