Peran Ekstrak Nutrasetikal Galohgor Untuk Mengatasi Resistensi Insulin Pada Tikus Diabetes Yang Diinduksi Streptozotocin (Stz)
PERAN EKSTRAK NUTRASETIKAL GALOHGOR UNTUK
MENGATASI RESISTENSI INSULIN PADA TIKUS
DIABETES YANG DIINDUKSI STREPTOZOTOCIN (STZ)
FIRDAUS
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2016
PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis berjudul Peran Ekstrak
Nutrasetikal Galohgor untuk Mengatasi Resistensi Insulin Pada Tikus Diabetes
yang Diinduksi Streptozotocin (STZ) 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 maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks
dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, April 2016
Firdaus
NIM I151124071
RINGKASAN
FIRDAUS. Peran Ekstrak Nutrasetikal Galohgor Untuk Mengatasi Resistensi
Insulin Pada Tikus Diabetes Yang Diinduksi Streptozotocin (STZ). Dibimbing
oleh RIMBAWAN, SRI ANNA MARLIYATI dan KATRIN ROOSITA.
Diabetes melitus gestasional (DMG) merupakan intoleransi glukosa pada
berbagai tingkatan yang terjadi selama kehamilan. Berbagai penelitian
menyebutkan prevalensi DMG meningkat tiap tahunnya. DMG pada wanita
meningkatkan risiko kematian sebelum kelahiran baik pada ibu dan bayinya dan
juga tingkat kesakitan pada ibu dan meningkatkan risiko berkembangnya DM
tipe-2 setelah melahirkan. Nutrasetikal Galohgor telah terbukti bermanfaat bagi
kesehatan masyarakat terutama dapat menginduksi produksi ASI pada ibu
menyusui. Disamping itu, setidaknya 20% dari komposisi Nutrasetikal Galohgor
telah terbukti memiliki potensi sebagai antidiabetes.
Penelitian ini bertujuan untuk Menganalisis potensi penghambatan enzim αglukosidase ekstrak Nutrasetikal Galohgor dan mempelajari pengaruh intervensi
Nutrasetikal Galohgor terhadap berat badan, glukosa darah, level adiponektin
serum dan level glikogen hati pada tikus diabetes yang diinduksi Streptozotocin
(STZ). Pada penelitian ini digunakan tikus putih strain Sprague Dawley jantan
usia diatas 6 minggu dengan berat badan 180-200 g, tikus pada kelompok diabetes
sebelum masa intervensi diinduksi dengan Streptozotocin dosis 40 mg/kg berat
badan dan selama 4 minggu diberikan pakan standar serta sukrosa 30% b/v
akuades secara ad libitum dan tikus pada kelompok kontrol normal diinduksi
dengan Phosphat Buffer Saline (PBS) tanpa pemberian sukrosa. Tikus-tikus
tersebut kemudian ditempatkan secara acak kedalam 7 kelompok perlakuan dan
diberikan intervensi selama 14 hari menggunakan ekstrak Nutrasetikal Galohgor
setara dosis 0.037 g/kg berat badan (Gal1 + STZ) dan dosis 0.37 g/kg berat badan
(Gal2 + STZ), -karoten dosis 0.1 mg/kg berat badan (BCA + STZ), Quercetin
dosis 15 mg/kg berat badan (QC + STZ), Metformin dosis 62.5 mg/kg berat badan
(Met + STZ), dan tanpa perlakuan intervensi (kontrol + STZ dan kontrol). Kadar
glukosa dan berat badan diukur tiap 3 hari sekali dan pada akhir percobaan,
adiponektin diukur pada serum darah dan kadar glikogen dengan menggunakan
preparat histopat hati.
Hasil penelitian ini menunjukkan Nutrasetikal Galohgor memiliki potensi
penghambatan enzim α-glukosidase sebesar 1/48 kali dibanding standar
(Glukobay). Nutrasetikal Galohgor dapat menurunkan glukosa darah pada tikus
diabetes secara signifikan (P6.5%. Pengujian harus dilakukan di laboratorium yang sesuai standar
The National Glycohemoglobin Standardization Program/NGSP atau
laboratorium tersertifikasi untuk pengujian komplikasi dan kontrol diabetes.
FPG >126 mg/dL (7.0 mmol/L), puasa didefinisikan tidak ada asupan kalori
minimal selama 8 jam.
2-h PG >200 mg/dL (11.1 mmol/L) selama OGTT. Pengujian dilakukan
muatan glukosa yang mengandung 75 g glukosa anhidrat yang dilarutkan
dalam air.
Pada pasien dengan gejala klasik hiperglikemia. Plasma glukosa acak >200
mg/dL (11.1 mmol/L).
Klasifikasi
DM terbagi menjadi beberapa kriteria klasifikasi. Berdasarkan perlakuan
pengobatan (treatment) terhadap insulin, Diabetes digolongkan menjadi Diabetes
Melitus yang bergantung Insulin / Insulin-dependent diabetes mellitus (IDDM)
dan juga Diabetes Melitus yang tidak bergantung insulin / non Insulin-dependent
diabetes mellitus (NIDDM) (Harris dan Zimmet 1997; WHO 1999). Diabetes
melitus umumnya dicirikan dengan adanya tanda dan gejala klasik seperti
polyuria, polipagia dan polydipsia. Gejala pada IDDM yang paling nampak yakni
hiperglikemia ekstrim.
12
Klasifikasi diabetes melitus dengan pendekatan patogenesis yang digunakan
secara umum (WHO 1999; ADA 2015) antara lain : 1) DM tipe-1, disebut juga
dengan juvenile-onset diabetes yang sebelumnya mencakup istilah IDDM. 2) DM
tipe-2 disebut juga adult onset diabetes mencakup istilah NIDDM. 3) Tipe
diabetes lain yang spesifik karena kerusakan genetik sel atau karena hal lain
(tidak dibahas), dan 4) Diabetes Melitus Gestational
Diabetes Melitus Tipe-1 / IDDM
DM tipe-1 merupakan penyakit yang dimediasi oleh sistem imun yang
menyebabkan kerusakan sel -pankreas (Narendran et al. 2005). 85% penderita
DM tipe-1 berasal dari populasi masyarakat umum yang jarang dengan riwayat
menderita DM tipe-1 pada keluarganya (Winter et al. 2002). Analisis histologi
terhadap pankreas dari pasien DM tipe-1 menunjukkan aktivitas imunologi khas
yang tidak didapati pada pankreas orang sehat atau DM tipe-2 (Foulis et al. 1987).
Identifikasi autoantigen sel islet dan perkembangan alat uji antibodi memberikan
peluang untuk mengeksplorasi keadaan sebelum diabetes terjadi. Dalam
perkembangannya, diketahui banyak orang telah memiliki antibodi terhadap autoantigen diabetes lama sebelum berkembangnya penyakit ini. Penyebabnya secara
pasti belum dapat diketahui, akan tetapi hal ini mungkin saja sudah terjadi sejak di
uterus dan mengalami serangkaian perkembangan DM tipe-1 beberapa tahun
kemudian dan juga pengaruh lingkungan sebelum kelahiran dan pada saat setelah
kelahiran (Gardner et al. 1997). Perkembangan DM Tipe-2 seperti pada Gambar 1.
Pemicu dari lingkungan
Deteksi autoimunitas
humoral
Penurunan subklinis massa sel-
Massa Sel
Autoimunitas Sel ISlet
OGTT
Kerentanan
genetik
Permulaan
DM Tipe-1
Respon
insulin
rendah
Waktu
Gambar 1 Perkembangan sel- selama periode DM tipe-1 (Winter et al. 2002).
Autoantibodi adalah respon imun terhadap antigen jaringan sendiri yang
disebabkan kegagalan mekanisme normal yang berperan untuk mempertahankan
self-tolerance sel T atau sel B atau keduanya, self-antigen menjadi sel efektor
yang menimbulkan kerusakan berbagai jaringan dan organ dan berperan dalam
patogenesis penyakit autoimun (Baratawidjaja 2006). Autoantibodi dibentuk oleh
13
sistem imun ketika sistem imun itu sendiri gagal dalam membedakan antara self
dan non-self. Pada keadaan normal, sistem imun dapat mengenali dan
mengabaikan sel milik sendiri yang terdapat dalam tubuh dan tidak bertindak
berlebihan terhadap substansi yang tidak mengancam pada lingkungan sekitar.
Pada waktu bersamaan sistem imun harus dapat membuat antibodi yang target
sasarannya merupakan substansi asing spesifik yang mengancam. Ketika
pengaturan yang sangat ketat dan sistem yang efisien ini menjadi self-antigen,
yang terjadi kemudian adalah jaringan sendiri menjadi target dan mengalami
kerusakan (Pihoker et al. 2005).
Penanda kerusakan imun sel antara lain autoantibodi sitoplasmik sel Islet/
Islet-cell cytoplasmic autoantibodies (ICA), termasuk autoantibodi terhadap
insulin (IAA), autoantibodi terhadap glutamic acid decarboxylase (GAD) dan
autoantibodi terhadap tyrosine phosphatases insulinoma antigen 2 (IA-2) (Winter
et al. 2002; Narendran et al. 2005). Keberadaan satu atau beberapa antibodi
terhadap autoantigen tersebut menandakan terjadi patogenesis yang menyebabkan
kematian sel Islet yang penting sebagai dasar diagnosa dini dan klasifikasi DM
tipe-1 (Decochez et al. 2000; Pihoker et al. 2005).
Penapisan antibodi terhadap bayi yang baru lahir dengan orang tua
terdiagnosa DM tipe-1 menginformasikan bahwa antibodi terhadap insulin
merupakan yang pertama kali muncul, GAD dan IA-2 kemungkinan akan terlihat
kemudian akan tetapi tidak ada urutan pasti. Dalam waktu setidaknya 2 tahun,
lebih dari 10% bayi dari orang tua dengan DM tipe-1 memiliki se
MENGATASI RESISTENSI INSULIN PADA TIKUS
DIABETES YANG DIINDUKSI STREPTOZOTOCIN (STZ)
FIRDAUS
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2016
PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis berjudul Peran Ekstrak
Nutrasetikal Galohgor untuk Mengatasi Resistensi Insulin Pada Tikus Diabetes
yang Diinduksi Streptozotocin (STZ) 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 maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks
dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, April 2016
Firdaus
NIM I151124071
RINGKASAN
FIRDAUS. Peran Ekstrak Nutrasetikal Galohgor Untuk Mengatasi Resistensi
Insulin Pada Tikus Diabetes Yang Diinduksi Streptozotocin (STZ). Dibimbing
oleh RIMBAWAN, SRI ANNA MARLIYATI dan KATRIN ROOSITA.
Diabetes melitus gestasional (DMG) merupakan intoleransi glukosa pada
berbagai tingkatan yang terjadi selama kehamilan. Berbagai penelitian
menyebutkan prevalensi DMG meningkat tiap tahunnya. DMG pada wanita
meningkatkan risiko kematian sebelum kelahiran baik pada ibu dan bayinya dan
juga tingkat kesakitan pada ibu dan meningkatkan risiko berkembangnya DM
tipe-2 setelah melahirkan. Nutrasetikal Galohgor telah terbukti bermanfaat bagi
kesehatan masyarakat terutama dapat menginduksi produksi ASI pada ibu
menyusui. Disamping itu, setidaknya 20% dari komposisi Nutrasetikal Galohgor
telah terbukti memiliki potensi sebagai antidiabetes.
Penelitian ini bertujuan untuk Menganalisis potensi penghambatan enzim αglukosidase ekstrak Nutrasetikal Galohgor dan mempelajari pengaruh intervensi
Nutrasetikal Galohgor terhadap berat badan, glukosa darah, level adiponektin
serum dan level glikogen hati pada tikus diabetes yang diinduksi Streptozotocin
(STZ). Pada penelitian ini digunakan tikus putih strain Sprague Dawley jantan
usia diatas 6 minggu dengan berat badan 180-200 g, tikus pada kelompok diabetes
sebelum masa intervensi diinduksi dengan Streptozotocin dosis 40 mg/kg berat
badan dan selama 4 minggu diberikan pakan standar serta sukrosa 30% b/v
akuades secara ad libitum dan tikus pada kelompok kontrol normal diinduksi
dengan Phosphat Buffer Saline (PBS) tanpa pemberian sukrosa. Tikus-tikus
tersebut kemudian ditempatkan secara acak kedalam 7 kelompok perlakuan dan
diberikan intervensi selama 14 hari menggunakan ekstrak Nutrasetikal Galohgor
setara dosis 0.037 g/kg berat badan (Gal1 + STZ) dan dosis 0.37 g/kg berat badan
(Gal2 + STZ), -karoten dosis 0.1 mg/kg berat badan (BCA + STZ), Quercetin
dosis 15 mg/kg berat badan (QC + STZ), Metformin dosis 62.5 mg/kg berat badan
(Met + STZ), dan tanpa perlakuan intervensi (kontrol + STZ dan kontrol). Kadar
glukosa dan berat badan diukur tiap 3 hari sekali dan pada akhir percobaan,
adiponektin diukur pada serum darah dan kadar glikogen dengan menggunakan
preparat histopat hati.
Hasil penelitian ini menunjukkan Nutrasetikal Galohgor memiliki potensi
penghambatan enzim α-glukosidase sebesar 1/48 kali dibanding standar
(Glukobay). Nutrasetikal Galohgor dapat menurunkan glukosa darah pada tikus
diabetes secara signifikan (P6.5%. Pengujian harus dilakukan di laboratorium yang sesuai standar
The National Glycohemoglobin Standardization Program/NGSP atau
laboratorium tersertifikasi untuk pengujian komplikasi dan kontrol diabetes.
FPG >126 mg/dL (7.0 mmol/L), puasa didefinisikan tidak ada asupan kalori
minimal selama 8 jam.
2-h PG >200 mg/dL (11.1 mmol/L) selama OGTT. Pengujian dilakukan
muatan glukosa yang mengandung 75 g glukosa anhidrat yang dilarutkan
dalam air.
Pada pasien dengan gejala klasik hiperglikemia. Plasma glukosa acak >200
mg/dL (11.1 mmol/L).
Klasifikasi
DM terbagi menjadi beberapa kriteria klasifikasi. Berdasarkan perlakuan
pengobatan (treatment) terhadap insulin, Diabetes digolongkan menjadi Diabetes
Melitus yang bergantung Insulin / Insulin-dependent diabetes mellitus (IDDM)
dan juga Diabetes Melitus yang tidak bergantung insulin / non Insulin-dependent
diabetes mellitus (NIDDM) (Harris dan Zimmet 1997; WHO 1999). Diabetes
melitus umumnya dicirikan dengan adanya tanda dan gejala klasik seperti
polyuria, polipagia dan polydipsia. Gejala pada IDDM yang paling nampak yakni
hiperglikemia ekstrim.
12
Klasifikasi diabetes melitus dengan pendekatan patogenesis yang digunakan
secara umum (WHO 1999; ADA 2015) antara lain : 1) DM tipe-1, disebut juga
dengan juvenile-onset diabetes yang sebelumnya mencakup istilah IDDM. 2) DM
tipe-2 disebut juga adult onset diabetes mencakup istilah NIDDM. 3) Tipe
diabetes lain yang spesifik karena kerusakan genetik sel atau karena hal lain
(tidak dibahas), dan 4) Diabetes Melitus Gestational
Diabetes Melitus Tipe-1 / IDDM
DM tipe-1 merupakan penyakit yang dimediasi oleh sistem imun yang
menyebabkan kerusakan sel -pankreas (Narendran et al. 2005). 85% penderita
DM tipe-1 berasal dari populasi masyarakat umum yang jarang dengan riwayat
menderita DM tipe-1 pada keluarganya (Winter et al. 2002). Analisis histologi
terhadap pankreas dari pasien DM tipe-1 menunjukkan aktivitas imunologi khas
yang tidak didapati pada pankreas orang sehat atau DM tipe-2 (Foulis et al. 1987).
Identifikasi autoantigen sel islet dan perkembangan alat uji antibodi memberikan
peluang untuk mengeksplorasi keadaan sebelum diabetes terjadi. Dalam
perkembangannya, diketahui banyak orang telah memiliki antibodi terhadap autoantigen diabetes lama sebelum berkembangnya penyakit ini. Penyebabnya secara
pasti belum dapat diketahui, akan tetapi hal ini mungkin saja sudah terjadi sejak di
uterus dan mengalami serangkaian perkembangan DM tipe-1 beberapa tahun
kemudian dan juga pengaruh lingkungan sebelum kelahiran dan pada saat setelah
kelahiran (Gardner et al. 1997). Perkembangan DM Tipe-2 seperti pada Gambar 1.
Pemicu dari lingkungan
Deteksi autoimunitas
humoral
Penurunan subklinis massa sel-
Massa Sel
Autoimunitas Sel ISlet
OGTT
Kerentanan
genetik
Permulaan
DM Tipe-1
Respon
insulin
rendah
Waktu
Gambar 1 Perkembangan sel- selama periode DM tipe-1 (Winter et al. 2002).
Autoantibodi adalah respon imun terhadap antigen jaringan sendiri yang
disebabkan kegagalan mekanisme normal yang berperan untuk mempertahankan
self-tolerance sel T atau sel B atau keduanya, self-antigen menjadi sel efektor
yang menimbulkan kerusakan berbagai jaringan dan organ dan berperan dalam
patogenesis penyakit autoimun (Baratawidjaja 2006). Autoantibodi dibentuk oleh
13
sistem imun ketika sistem imun itu sendiri gagal dalam membedakan antara self
dan non-self. Pada keadaan normal, sistem imun dapat mengenali dan
mengabaikan sel milik sendiri yang terdapat dalam tubuh dan tidak bertindak
berlebihan terhadap substansi yang tidak mengancam pada lingkungan sekitar.
Pada waktu bersamaan sistem imun harus dapat membuat antibodi yang target
sasarannya merupakan substansi asing spesifik yang mengancam. Ketika
pengaturan yang sangat ketat dan sistem yang efisien ini menjadi self-antigen,
yang terjadi kemudian adalah jaringan sendiri menjadi target dan mengalami
kerusakan (Pihoker et al. 2005).
Penanda kerusakan imun sel antara lain autoantibodi sitoplasmik sel Islet/
Islet-cell cytoplasmic autoantibodies (ICA), termasuk autoantibodi terhadap
insulin (IAA), autoantibodi terhadap glutamic acid decarboxylase (GAD) dan
autoantibodi terhadap tyrosine phosphatases insulinoma antigen 2 (IA-2) (Winter
et al. 2002; Narendran et al. 2005). Keberadaan satu atau beberapa antibodi
terhadap autoantigen tersebut menandakan terjadi patogenesis yang menyebabkan
kematian sel Islet yang penting sebagai dasar diagnosa dini dan klasifikasi DM
tipe-1 (Decochez et al. 2000; Pihoker et al. 2005).
Penapisan antibodi terhadap bayi yang baru lahir dengan orang tua
terdiagnosa DM tipe-1 menginformasikan bahwa antibodi terhadap insulin
merupakan yang pertama kali muncul, GAD dan IA-2 kemungkinan akan terlihat
kemudian akan tetapi tidak ada urutan pasti. Dalam waktu setidaknya 2 tahun,
lebih dari 10% bayi dari orang tua dengan DM tipe-1 memiliki se