Rumusan Masalah Hipotesis Kerangka Konsep

5

1.5.3. Bagi Masyarakat

Memberikan informasi mengenai terapi alternatif DM dengan menggunakan tanaman herbal. 2 6 1 BAB II 2 TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Kerangka Teori

2.1.1. Diabetes Mellitus DM

2.1.1.1. Definisi dan Klasifikasi

DM adalah sindrom klinis dengan kelianan metabolisme berupa kondisi hiperglikemia akibat defisiensi insulin absolut, inefektifitas insulin, maupun keduanya.DM berdasarkan etiologinya dapat dibedakan menjadi 4. Keempatnya dipaparkan pada table di bawah ini. 1 Tabel 2.1. Klasifikasi DM Berdasarkan Etiologi Tipe Etiologi DM Tipe 1 Destruksi sel pankreas, biasanya menyebabkan defisiensi insulin absolute, dapat dimediasi imun atau idiopatik. DM Tipe 2 Defisiensi insulin relatif umumnya disebabkan karena resistensi insulin dan atau defek sekresi. Tipe Spesifik lain Defek genetik dari fungsi sel B MODY, DNA Mitokondria, dll., defek genetik pada kerja insulin Rabson-Mendenhall syndrome, Type A insulin resistance, Leprechaunism, Diabetes Lipoatropik, dll., gangguan eksokrin pancreas Pankreatitis, trauma, keganasan, Kistik Fibrosis, Hemochromatosis, dll., endokrinopati Akromegali, Sindrom Cushing, Glukagonoma, Hipertiroidisme, dll., induksi obat atau bahan kimia Glukokortikoid, Thiazid, Agonis Beta-Adrenerjik, dll., Infeksi Rubella, CMV, dll., Diabetes dimediasi Imun yang tidak umum Stiff- man syndrome, Anti-insulin receptor antibodies, dll., sindrom genetik lain terkait diabetes Sindrom Down, Sindrom Klinefelter, Sindrom Turner, dll. Gestational Diabetes Mellitus Peningkatan kadar glukosa darah selama kehamilan. Sumber: David D. dan Dolores, Greenspan’s: basic and clinical endocrinology, 2007, telah diolah kembali Dari keempat tipe diabetes di atas, terdapat gambaran hiperglikemik yang berbeda-beda.Hal tersebut dapat diamati pada gambar di bawah ini. 7 Gambar 2.1. Perbandingan Kondisi Hiperglikemik Antara Berbagai Jenis DM Sumber: David D. dan Dolores, Greenspan’s: basic and clinical endocrinology, 2007

2.1.1.2. Fisiologi Pankreas dan Insulin

Pankreas merupakan organ eksokrin dan endokrin. Dalam sebuah pankreas terdapat sekitar satu juta sel-sel penghasil hormon pulau-pulau langerhans yang menyusun 1-1,5 masa pankreas 1-2 g. Sel endokrin yang utama pada pankreas yang utamanya berhubungan dengan penyakit DM adalah sel pankreas. Sel pankreas menghasilkan hormon insulin yaitu hormon yang mengatur metabolisme glukosa di tubuh kita. 1 Di samping sel pankreas, pulau-pulau langerhans pankreas juga memiliki beberapa tipe sel yang lain diantaranya adalah sel α, , δ, dan F. Namun keempat tipe sel tersebut tidak terdistribusi secara merata pada seluruh pankreas. Berikut adalah keempat tipe sel pankreas dan hormon yang dihasilkan. 1 8 Tabel. 2.2. Tipe Sel pada Pulau Langerhans Pancreas Perkiraan Persentase Volume Pulau Langerhans Tipe sel Bagian Dorsal Kepala anterior, Badan, Ekor Bagian Ventral Bagian Posterior Kepala Produk Sekretorik Sel A 10 0.5 Glukagon, proglukagon, glukagon-like peptides GLP-1 and GLP-2 Sel B 70 –80 15 –20 Insulin, C peptide, roinsulin, amylin, -aminobutyric acid GABA Sel D 3 –5 1 Somatostatin Sel PP Sel F 2 80 –85 Polypeptida pankreas Sumber: David D. dan Dolores, Greenspan’s: basic and clinical endocrinology, 2007, telah diolah kembali Insulin disintesis oleh sel pankreas. Pada manusia normal, gen pembentuk insulin terletak pada lengan pendek kromosom 11.Pada tahap awal biosintesis Insulin, molekul prekursor insulin yaitu preproinsulin terbentuk dari hasil translasi di ribosom pada reticulum endoplasma kasar. Kemudian akan diubah menjadi proinsulin oleh enzim mikrosomal. Prosesnya akan dijabarkan sebagai berikut. 1 Gambar 2.2. Mekanisme Sekresi Insulin Sumber: David D. dan Dolores, Greenspan’s: basic and clinical endocrinology, 2007 9 Proinsulin tersusun dari 86 asam amino yang terdiri dari rantai A dan B serta penghubungnya berupa 35 asam amino. Pada granula sekretori insulin yang matang, terdapat enzim konversi prohormon yaitu PC13 dan PC2. 1 Gambar 2.3. Struktur Kimiawi Insulin Sumber: David D. dan Dolores, Greenspan’s: basic and clinical endocrinology, 2007 Proses sekresi insulin distimulasi oleh ingesti makanan. Glukosa merupakan pemicu utama disekresikannya insulin. Sekresi insulin oleh Sel pankreas terdiri dari dua fase bifasik dan mengalami penurunan gradual diantara kedua fase tersebut. 1 Gambar 2.4. Sifat Bifasik dari Sekresi Insulin Sumber: David D. dan Dolores, Greenspan’s: basic and clinical endocrinology, 2007 10

2.1.1.3. Gangguan Metabolisme Lemak pada DM

Lemak fat adalah komponen tak larut air. Untuk dapat menjadikannya larut dalam plasma darah, maka komponen lipid non polar yaitu triasilgliserol dan ester kolesteril, digabunngkan dengan komponen lipid amfipatik yaitu fosfolipid dan kolesterol serta protein, untuk menghasilkan lipoprotein. Di dalam lipoprotein, terdapat empat kelas utama lipid, yaitu Triasilgliserol 16, Fosfolipid 30, Kolesterol 14, Ester kolesteril 36, dan Asam lemak rantai panjang tak teresterifikasiasam lemak bebas 4 yang secara metabolik adalah lemak plasma paling aktif. 10 Terdapat empat kelompok lipoprotein plasma yaitu: 10  Kilomikron: hasil penyerapan triasilgliserol TG dan lipid lain di usus.  Very Low Density Lippoprotein VLDL: disintesis di hati untuk distribusi TG yang mengandung pra- -lippoprotein.  Low Density Lippoprotein LDL: tahap akhir metabolisme VLDL yang utamanya mengandung kolesterol dan fosfolipid, dan diselubungi oleh - lippoprotein.  High Density Lippoprotein HDL: transpor kolesterol pada metabolisme VLDL dan kilomikron yang mengandung α-lippoprotein. Lipoprotein lipase LPL adalah enzim yang bekerja untuk menyerap TG plasma ke dalam sel. Dalam proses ini, dihasilkanlah Free Fatty Acid FFA. Selain sebagai hasil samping penyerapan TG oleh LPL, FFA juga merupakan hasil dari lipolisis TG di jaringan adiposit. FFA yang berada di dalam plasma, akan berikatan dengan albumin dengan kadar 0,1-0,2 µeqmL plasma. Kadar tersebut akan menurun dalam keadaan kenyang, dan meningkat hingga 0,7-0,8 µeqmL dalam keadaan lapar. Pada keadaan DM tak terkontrol, kadar tersebut dapat meningkat hingga 2 µeqmL. Sebab salah satu fungsi insulin adalah meningkatkan lipogenesis dan menghambat pembebasan asam lemak bebas dari jaringan adiposa. 10 11 Proses katabolisme kilomikron dan VLDL berlangsung begitu cepat dengan waktu paruh eliminasi kurang dari 1 jam pada manusia. Hal ini disebabkan partikel yang lebih besar akan dikatabolisme lebih cepat dibandingkan dengan partikel yang lebih kecil. Asam lemak dan TG kilomikron utamanya akan didistribusikan sebanyak 80 ke jaringan adiposa, jantung, dan otot, sedangkan 20 akan menuju ke hati. Kilomikron sisa chylomicron remnant adalah hasil pemecahan kilomokron oleh LPL, yang relatif kaya akan ester kolesteril dan kolesterol karena berkurangnya TG. Hal serupa juga terjadi pada VLDL yang memiliki produk sisa yaitu intermediate density lippoprotein IDL. Pada manusia cukup banyak IDL yang membentuk LDL, dan menyebabkan meningkatnya kadar LDL. 10 DM merupakan salah satu kondisi yang dapat mengganggu produksi VLDL oleh hati, sehingga dapat memicu terjadinya perlemakan hati. Selain itu, insulin juga akan meningkatkan kerja lipase peka-hormon yang berfungsi untuk mencegah terjadinya lipolisis TG menjadi FFA dan gliserol. Sehingga kondisi defisiensi insulin, akan menyebabkan peningkatan FFA di plasma darah. 10 Gambar 2.5. Efek Insulin terhadap Metabolisme Intraselular. 11 Sumber: Thompson D, Karpe F, Lafontan M, Fryan K. 2012 12

2.1.1.4. Patofisiologi dan Komplikasi

Glukosa darah tidak dapat masuk secara bebas ke dalam sel, dibutuhkan transporter yang disebut Glucose Transporter GLUT. Ketika kadar glukosa darah meningkat, Glukosa akan diperantarai masuk ke dalam sel beta pankreas melalui GLUT 2 pada membran sel. 12 Masuknya glukosa ke dalam sel beta pankreas akan mengaktifkan mekanisme pelepasan insulin. Seletah hormon insulin disekresi dan beredar di pembuluh darah, terjadilah proses aktifasi sel-sel perifer yang memiliki GLUT 4 pada membrannya. GLUT 4 akan memperantarai masuknya glukosa ke dalam sel untuk dimetabolisme dan terjadi penurunan kadar glukosa dalam darah. 13 Keadaan defisiensi insulin absolut maupun relatif akibat penurunan sensitifitas sel terhadap insulin memicu terjadinya hiperglikemi akibat glukosa yang tidak dapat masuk ke intra sel. Kondisi hiperglikemi yang menyebabkan hipometabolisme sel ini menstimulasi sekresi hormon-hormon stress seperti glukagon, kortisol, dan epinefrin. Hormon-hormon tersebut bekerja dengan meningkatkan glikogenolisis dan glukoneogenesis akibat rangsangan dari sel-sel tubuh yang kelaparan akibat kekurangan glukosa. Akibatnya terjadi penurunan berat badan. Selain penurunan berat badan juga terjadi aktivasi LPL yang memicu profil lipid yang abnormal. 13 Komplikasi DM dibagi menjadi dua, yaitu akut dan kronik. Yang pertama akan dibahas mengenai komplikasi akut. 14  Hipoglikemia Komplikasi akut tersering adalah hipoglikemia. Perlu digarisbawahi bawah kondisi hipoglikemi yang dimaksud bersifat intraselular, namun tetap terjadi hiperglikemia ekstraselularintravaskular. Otak sangat sensitif terhadap rendahnya kadar glukosa intrasel. Sehingga hipometabolisme otak ini dapat memicu terjadinya gejala sakit kepala hingga koma. 14 13  Ketoasidosis Diabetik KAD Kondisi hipometabolisme intrasel akibat DM tipe 1 memicu pemecahan lemak besar-besaran yang berdampak pada kadar keton dalam darah atau ketosis. Kondisi ini juga memicu peningkatan kadar ion hidrogen dalam darah, sehingga terjadilah asidosis. Ketosis dan asidosis bermanifestasi sebagai ketoasidosis. Kompensasi tubuh untuk mengeluarkan kelebihan glukosa glukosuria dan keton ketouria menyebabkan keadaan diuresis. Diuresis yang berkepanjangan mengakibatkan hipoperfusi, syok, koma, bahkan kematian. 14  KHONK Koma Hiperosmolar Nonketotik Pada DM tipe 2, kondisi defisiensi insulin relatif memicu hiperglikemia dengan pembentukan badan keton yang lebih sedikit. Kondisi hiperglikemia ini memicu terjadinya diuresis yang dapat mengakibatkan hipoperfusi, syok, dan kematian. 14 Komplikasi kronis yang dapat ditimbulkan diantaranya adalah:  Mikroangiopati Terjadi pada pembuluh darah kecilkapiler. Lokasi yang sering kali menjadi sasaran lesi adalah glomerolus ginjal nefropati diabetik, retina mata retinopati diabetik, saraf-saraf perifer neuropati diabetik, kulit, serta otot. 14  Makroangiopati Terjadi pada pembuluh darah sedang hingga besar. Manifestasi makroangiopati adalah lesi atherosklerotik akibat penimbunan sorbitollipoprotein di tunika intima pembuluh darah. Penimbunan ini akan menghambat aliran darah dan ketika ruptur akan memicu terjadinya koagulasi sehinngga menghambat aliran darah. Hal ini adalah dasar 14 timbulnya penyakit klaudikasi intermiten, gangren, stroke, infark miokardium, dan lain-lain, sebagai kompilkasi makrovaskular DM. 14

2.1.1.5. Manifestasi Klinis

Gejala khas dari DM adalah 3P yaitu polidipsia, poliuria, dan polifagia.Pada defisiensi insulin terjadi peningkatan pengeluaran glukosa oleh hati yang menyebabkan kondisi hiperglikemia. Ketika kadar glukosa darah melebihi kemampuan sel tubulus melakukan reabsorpsi maka glukosa akan keluar melalui urin glukosuria. Glukosa di urin menimbulkan efek osmotik sehingga dapat menarik air yang menyebabkan volume urin meningkat poliuria. Besarnya cairan yang keluar membuat tubuh melakukan kompensasi melalui rasa haus yang berlebihan polidipsia. Selain terjadi peningkatan pengeluaran glukosa oleh sel hati, defisiensi insulin juga menyebabkan menurunnya penyerapan glukosa oleh sel sehingga menyebabkan defisiensi glukosa intrasel. Pada defisiensi glukosa intrasel, nafsu makan meningkat sehingga terjadi polifagia asupan makanan berlebihan. Namun, meskipun asupan makanan bertambah terjadi penurunan berat badan akibat efek defisiensi insulin pada metabolisme lemak dan protein. 15

2.1.1.6. Kriteria Diagnosis

Untuk mendiagnosis DM dapat ditentukan dengan adanya gejala klasik DM, yaitu poliuri, polidipsi, dan polifagi ditambah dengan kadar glukosa plasma sewaktu ≥ β00 mgdL 11,1 mmolL atau gejala klasik DM ditambah dengan glukosa plasma puasa ≥1β6mgdL 7,0 mmolL atau glukosa plasma β jam pada Tes Toleransi Glukosa Oral TTGO ≥ β00 mgdL 11,1 mmolL. TTGO dilakukan dengan standar WHO, menggunakan beban glukosa yang setara dengan 75 gram glukosa anhidrus yang dilarutkan dalam air. 15 Menurut American Heart Associationtahun 2012 melakukan perubahan gaya hidup seperti menurunkan berat badan, dan meningkatkan aktivitas fisik dapat 15 menurunkan progresivitas DM tipe II dan mengontrol DM tipe I. Hal tersebut dikarenakan perubahan gaya hidup dapat meminimalisir faktor risiko seperti hipertensi dan dislipidemia. 16 Gambar 2.6. Langkah- Langkah Diagnosis DM Sumber: Perkeni, 2011

2.1.1.7. Tata Laksana

Terdapat 6 prinsip penatalaksanaan DM yaitu rencana diet, latihan dan pengaturan aktivitas fisik, obat-obatan hipoglikemik oral, terapi insulin, pengawasan 16 glukosa di rumah, pengetahuan tentang DM dan perawatan diri. Pengetahuan tentang DM sangat penting dilakukan melalui proses edukasi. Dengan pengetahuan yang memadai mengenai penyakitnya, pasien mampu menumbuhkan kesadaran untuk bersabar dan tekun dalam menjalani serangkaian proses penatalaksanaan dalam jangka waktu lama, guna mencapai kondisi metabolik yang stabil dan optimal. 14 Pada pasien DM Tipe 1 dan ketoasidosis diabetik, insulin adalah terapi yang paling utama dipilih. Preparat insulin didapat dari hasil ekstraksi pankreas babi atau sapi yang memiliki susunan asam amino berbada dari insulin manusia. Meskipun berbeda struktur biokimiawinya, namun aktivitas biologiknya tetap sama, hanya menimbulkan perbedaan imunologik. Normalnya sekresi insulin ke vena porta sekitar 40µg 1 unit per jam, untuk mencapai kadar 2-4 ngmL dalam sirkulasi portal dan 0,5 ngmL dalam sirkulasi perifer. Setelah makan, insulin di sirkulasi portal akan meningkat tajam kadarnya, namun di perifer peningkatannya sedikit lebih rendah. Pemberian terapi insulin pada pasien DM Tipe 1, adalah mencapai keadaan fisiologis seperti yang sebelumnya dipaparkan. Namun sukar karena penyuntikan insulin dilakukan secara subkutan sehingga tidak maksimal mencapai sirkulasi portal. 17 Target utama dari kerja insulin adalah hepar, adiposit, dan otot. Tidak hanya untuk pasien DM Tipe 1 saja, beberapa jenis juga digunakan untuk DM Tipe 2. Selain secara subkutan, insulin juga dapat diberikan secara intavena dan intramuskular. Preparat insulin dibedakan berdasarkan lama waktu kerjanya. Dosis dan konsentrasi insulin dinyatakan dalam unit U. Standar internasional yang berlaku sekarang adalah kombinasi bovine dan porcine insulin dengan kadar 24 Umg. Preparat human insulin yang homogen mengandung 25 dan 30 Umg. Preparat komensal insulin, rata- rata dipasarkan dalam bentuk solusio atau suspensi dengan kadar 100 UmL, atau sekitar 3,6 mg insulin per mililiter. 17 17 Tabel 2.3. Sifat Berbagai Sediaan Insulin Jenis Sediaan Bufer Mula Kerja Puncak Masa Kerja Kombinasi dengan Kerja cepat Regular soluble kristal - 0,1-0,7 1,5-4 5-8 Semua jenis Lispro Fosfat 0,25 0,5-1,5 2-5 Lente Kerja sedang NPH Isophan Fosfat 1-2 6-12 18-24 Regular Lente Asetat 1-2 6-12 18-24 Semilente Kerja panjang Protamin zinc Fosfat asetat 4-6 14-20 24-36 Regular Ultralente - 4-6 16-18 20-36 - Glargin - 2-5 5-24 18-24 - Sumber: Syarif A, et al, Fakmakologi dan Terapi, Edisi 5, 2012 Terdapat lima golongan antidiabetik oral ADO di Indonesia yaitu, golongan sulfonilurea, meglitinid, biguanid, penghambat α-glikosidase, dan tiazolidinedion. Kelima golongan tersebut diberikan kepada pasien DM Tipe 2 yang sudah tidak dapat dikontrol dengan diet dan latihan fisik saja. 17 Tabel 2.4. Beberapa Contoh Antidiabetik Orat dan Karakteristiknya ADO Cara kerja utama Efek samping utama Reduksi HbA1C Keuntungan Kerugian Sulfonilurea contoh: Glibenklamid Meningkatkan sekresi insulin BB naik, hipoglikemia 1-2 Sangat efektif BB , hipoglikemia Penghambat glukoneogenesis contoh: Metformin Menekan produksi glukosa hati menambah sensitifitas terhadap insulin Dispepsia, diare, asidosis laktat 1-2 Tidak ada kaitan dengan BB Kontraindikas i pada insufisiensi renal -glukosidase inhibitor contoh: Acarbose Menghambat absorpsi glukosa Flatulens, tinja lembek 0,5- 0,8 Tidak ada kaitan dengan BB Mahal Sumber: Konsensus Pengendalian dan Pencegahan DM Tipe 2 di Indonesia 2011. PERKENI, telah diolah kembali. 18

2.1.2. Streptozotosin STZ

Streptozotosin STZ merupakan analog glukosa toksik yang dapat menimbulkan diabetes Streptozotosin. STZ ditemukan pada tahun 1963 oleh Rakiten et al. dan menjadi pilihan utama sebagai agen analog glukosa toksik, menggantikan Alloxan yang ditemukan pada tahun 1838, oleh Wohler dan Liebig. 18,19 Keduanya memiliki mekanisme kerja yang identik, yaitu masuk melalui GLUT 2 dan menjadi toksik intraselular sel beta pankreas. Tabel 2.5. Perbandingan karakteristik kimiawi antara Alloxan dan STZ Alloxan STZ Nama kimia 2,4,5,6- Tetraoxypyrimidine; 2,4,5,6-pyrimidinetetrone 2-Deoxy-2- [methylnitrosoaminocarbonyl]amino- D-glucopyranose Struktur kimia Derivat pirimidin teroksidasi; Derivat asam barbiturat 5- ketobarbituric acid Cytotoxic methylnitrosourea moiety Nmethyl-N-nitrosourea menempel pada molekul glukosa 2-deoxyglucose; Derivat glukosamine Sifat kimiawi Sangat hidrofilik, analog glukosa toksik beta sel koefisien partisi –1.8; asam lemah Hidrofilik, analog glukosa toksik beta sel Secara kimiawi tidak stabil waktu paruh 1.5 menit pada pH 7.4 dan suhu 37 o C, Terurai menjadi asam alloxanic; Stabil pada pH asam Relatif stabil pada pH 7.4 dan suhu 37 o C setidaknya sampai dengan 1 jam Reaktivitas Reagen Thiol yang terreduksi menjadi asam dialuik karena keberadaan GSH dan thiol yang lain Agen alkilasi DNA Protoxin; metabolisme intraselular dari xenobiotiknya menghasilkan toksik ROS melalui siklus redoks dengan asam dialurik untuk periode yang lama 1 jam Agen alkilasi protein Mode Toksisitas Pembentukan ROS Alkilasi DNA Sumber: Lanzen S. Diabetolgia 2008, telah diolah kembali. STZ mampumemiliki selektivitas terhadap sel beta pankreas dikarenakan afinitasnya terhadap GLUT 2, meskipun lemah. Hal ini dibuktikan dengan sebuah 19 percobaan yang menujukkan bahwa sel beta pankreas yang tidak memiliki GLUT 2, bersifat resisten terhadap STZ. 20, 21, 22 Selain toksik terhadap pankreas, STZ juga toksik terhadap ginjal dan hati. Sebab ginjal dan hati juga memiliki GLUT 2 di permukaan membrannya. 23, 24 STZ merupakan analog nitrosurea yang tersusun atas bagian N-methyl-N- nitrosourea MNU yang berikatan dengan rantai karbon kedua heksosa. MNU adalah agen alkilasi DNA. Transfer gugus metil dari STZ ke molekul DNA mengakibatkan kerusakan DNA dan menimbulkan fragmentasi DNA. 25 Glikosilasi protein adalah faktor tambahan yang menyebabkan kerusakan DNA. 26 Sebagai bentuk usaha sel beta pankreas dalam memperbaiki DNA, terjadilah over stimulasi dari poli ADP-ribosa polimerase PARP sehingga terjadi penurunan kadar NAD + yang berdampak pada penurunan cadangan ATP intraselular. 27 Habisnya cadangan ATP intraselular mengakibatkan terjadinya nekrosis sel. Hipotesis alternatif dari proses alkilasi DNA adalah potensi STZ sebagai donor NO intraselular. 28 MNU memilki gugus nitroso yang mampu membebaskan NO. Namun mekanisme utama STZ tetaplah sebagai agen alkilasi DNA, dan bukan sebagai donor NO. Sebab pembebasan gugus NO bukanlah merupakan mekanisme toksik dari agen-agen alkilasi DNA. 29 Akibat kerusakan DNA yang terjadi, timbul berbagai gangguan dalam transpor dan metabolisme glukosa. 30 Akibat kadar NAD + yang mengalami kemerosotan tajam, terjadilah inhibisi biosintesis dan sekresi insulin. Terjadinya inhibisi biosintesis dan sekresi insulin, lama kelamaan akan menimbulkan terjadinya inhibisi glukosa dan asam amino yang menginduksi sekresi insulin, sehingga terjadi disfungsi enzim mitokondria yang berakhir pada kerusakan genom mitokndria. 31 Terdapat perbedaan fase yang ditimbulkan oleh STZ dan aloksan. Dimana STZ hanya mengalami satu kali fase hipoglikemia. STZ mengalami 3 fase, yaitu: 32 20  Fase II : Muncul satu jam dan hilang dalam dua sampai empat jam paskainjeksi. Pada fase ini terjadi destruksi sel beta malalui mekanisme- mekanisme yang sudah dijelaskan sebelumnya. Diantaranya terjadinya vakuolisasi intraselular, dilatasi RE kasar dan oedema mitokondria. Sehingga terjadilah penurunan produksi dan sekresi insulin hipoinsulinemia  Fase III : Muncul empat sampai delapan jam pasca injeksi. Terjadi hiperinsulinemia, akibat adanya granula sekretori yang diinduksi toksin dan ruptur membran sel beta. Kondisi hiperinsulinemia ini menimbulkan kondisi hipoglikemia hingga masuk ke tahap starvation.  Fase IV : terjadi pada dua belas sampai empat puluh delapan jam paskainjeksi. Sudah tidak ada sel beta pankreas yang masih intak. Kemudian debris-debris sel akan dimakan oleh nonactivated scavenger macrophage. Gambar 2.7. Tetrafasik Aloksan dan Trifasik STZ Sumber: Lanzen S. Diabetolgia 2008 21

2.1.3. Kayu Manis

Kayu manis yang digunakan dalam penelitian kali ini adalah spesies Cinnamomum cassia. Klasifikasi Cinnamomum cassia berdasarkan Integrated Taxonomic Infoemation System ITIS adalah sebagai berikut: 33 Kingdom : Plantae Divisi : Tracheophyta Kelas : Spermatophytina Ordo : Magnoliopsida Famili : Lauraceae Genus : Cinnamomum Spesies : Cinnamomum cassia Gambar 2.8. Kulit Kayu Manis Kering Cinnamomum cassia Bark Sumber : EOL interns LifeDesk http:www.eol.org Spesies yang paling banyak ditanam di Indonesianya adalah C. burmanii, C. zeylanikum dan C.cassia. Dalam sebuah penelitian disebutkan bahwa C. cassia memiliki efek antidiabetik yang lebih baik dari pada C. Zeylanikum. 34, 35 Selain sebagai antidiabetik, C. cassia juga memiliki efek sebagai agen hipoglikemik, 22 antihiperlipidemik, antioksidan, antipiretik, anti-inflamasi, antimikroba, dan antialergi. 36 Dalam tabel di bawah ini akan dipaparkan mengebai perbedaan karakteristik antara C. burmanii, C. zeylanikum dan C.cassia. 37 Tabel 2.6. Perbandingan Karakteristik Tiga Jenis Kayu Manis Sumber: Daswir, 2010 Terdapat beberapa senyawa penting yang terkandung di dalam ekstrak kayu manis, diantaranya adalah alkaloid, protein, tannin, glikosida, flavonoid, saponin, asam cinnamat, polifenol, dan cinnamaldehid. 38 Dari semua senyawa penting tersebut, asam cinnamat, cinnamaldehid, polifenol dan flavonoid adalah empat senyawa utama yang berperan pada terapi DM. Penjelasannya adalah sebagai berkut: 23  Cinnamaldehyde Berbagai penelitian melaporkan bahwa cinnamaldehid mampu meningkatkan transpor glukosa pada sel adiposit dan otot rangka melalui GLUT 4 sehingga mampu menurunkan kadar glukosa darah secara signifikan. 39,40 Pemberian cinnamaldehid dosis 20 mgkgBB dapat menurunkan HbA1C, total kolesterol, dan TG. 39  Asam cinnamat Asam cinnamat berfungsi sebagai insulin secretagouge dan juga meningkatan ekspresi GLUT4. 39 Asam cinnamat dapat menghambat enzim HMG-CoA reduktase dan menurunkan peroksidasi lipid di hepar. 41  Polifenol dan flavonoid Salah satu komponen polifenol yang bersifat insulin mimetik adalah Methylhydroxy chalcone polymer MHCP. MHCP memiliki beberapa efek antara lain merangsang autofosforilasi reseptor insulin, meningkatkan ambilan glukosa, meningkatkan sintesis glikogen dan aktifitas glikogen sintase di sel adiposit, dan menurunkan aktifitas glikogen sintase kinase- 3β. 36,38 Selain itu MHCP dapat meningkatkan sensitifitas insulin melalui peningkatan ekspresi dari PPAR α. 42 Kandungan polifenol dan flavonoid juga berperan sebagai antioksidan, khususnya polifenol yang dilaporkan mampu menghambat enzim 5-lipooksigenase. 43 Antioksidan ini mampu menangkal radikal bebas di sel beta pankreas. 24

2.2. Kerangka Konsep

STZ Agen Alkilasi DNA Melalui GLUT 2 N-methyl-N- nitrosourea MNU 2-deoxyglucose Pancreas Hati Ginjal Transfer MNU ke DNA Sel Beta Kerusakan DNA Kompensasi: repair DNA ↑ Aktivasi poli ADP-ribosa pol imerase ↑ Kadar NAD + ↓ Cadangan ATP habis Nekrosis sel beta pankreas Fase IV: Hiperglikemia permanen Fase III: Hiperinsulinemia Hipoglikemia Fase II: Hipoinsulinemia 1-4 jam paska injeksi STZ inhibisi biosintesis dan sekresi insulin Ruptur membran sel Insulin dalam jumlah ↑ ke sirkulasi Fagositosis debris sel oleh makrofag Defisiensi insulin absolut Autofosforilasi reseptor insulin di sel target ↓ Katabolisme protein ↑ - GLUT 4 di membran sel Disfungsi LPL Ambilan glukosa ke dalam sel ↓ Dislipidemia BB ↓ Hiperglikemi a Gangguan metabolisme lipid LDL ↑ Zat aktif: Cinnamaldehyde dan MHCP X Cinnamomum cassia X X Keterangan : = Menghambat X 25

2.3. Definisi Operasional

No Variabel Pengukur Alat Ukur Cara Pengukuran Skala Pengukuran 1 Glukosa Darah Hasil pemeriksaan glukosa darah sampel secara acak tanpa dipuasakan Gula Darah Sewaktu. Blood glucose Test Meter Easy Touch Darah yang diambil dari sampel diteteskan pada strip glukometer, interpretasi angka yang muncul pada alat. Numerik 2 Berat badan BB Ukuran yang umum untuk menilai keadaan gizi. Timbangan Sampel diletakkan pada timbangan selanjutnya dilihat angka pada timbangan. Angka tersebut merupakan BB sampel. Numerik 3 LDL Profil lipid sebagai penanda stress oksidatif. Reagen kolesterol Sclavo dan presipitan Diasys. Dilakukan presipitasi dengan presipitan untuk diambil supernatannya, kemudian diteteskan reagen kolesterol dan dukur absorbannya. Numerik 26 1 BAB III METODE PENELITIAN 3.1. Desain Penelitian Desain yang digunakan dalam penelitian ini adalah eksperimental.

3.2. Lokasi dan Waktu Penelitian

3.2.1. Lokasi Penelitian

Penelitian ini dilakukan di laboratorium Animal House, laboratorium Biologi, laboratorium Riset, laboratorium Farmakologi, dan laboratorium Biokimia Fakultas Kedokteran dan Ilmu Kesehatan Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta Jl. Kertamukti no. 05 Pisangan, Ciputat 15419, Tangerang Selatan.

3.2.2. Waktu Penelitian

Penelitian ini dilakukan pada Agustus 2014 sampai dengan Februari 2015.

3.3. Populasi dan Sampel

3.3.1. Populasi

Objek percobaan yang digunakan adalah tikus jantan strain Sprague dawley usia 16 minggu, dengan rentang berat badan 192-337 g yang diperoleh dari Departemen Patologi Institut Pertanian Bogor IPB. Hewan percobaan tersebut telah dinyatakan memiliki status kesehatan yang baik dan belum pernah mendapatkan perlakuan apapun.

3.3.2. Sampel

Penelitian ini dilakukan dengan membagi hewan coba menjadi 4 kelompok. Kelompok pertama merupakan kelompok N normal sebagai kontrol negatif. Kelompok kedua merupakan kelompok D diabetes sebagai kontrol positif. Kelompok ketiga merupakan kelompok D+Cc diabetes dengan terapi ekstrak 27 Cinnamomum cassia yaitu kelompok tikus DM yang diinduksi STZ dan diberikan terapi kayu manis Cinnamomum cassia dengan dosis 200 mgkgBBhari D+Cc200 dan 400 mgkgBBhari D+Cc400 selama 28 hari. Penentuan jumlah sampel pada setiap kelompok penelitian menggunakan rumus Mead, sebagai berikut: 44 E = N – B – T Keterangan: E : Degree of freedom of eror component 10-20 N : Total ukuran sampel seluruh kelompok penelitian dikurangi satu. B : Blocking component environmental effect dikurangi satu. T : Jumlah kelompok penelitian dikurangi satu. Dalam penghitungan kali ini, akan dicari rentang sampel antara E = 10 dan E = 20 dengan penghitungan sebagai berikut: E = 10 = Total sampel – 1 – 1 – 1 – 4 – 1 = Total sampel – 1 – 0 – 3 = Total sampel – 4 Total sampel = 10 + 4 = 14 untuk 4 kelompok penelitian Untuk satu kelompok penelitian = 14 : 4 = 3,5 ekor, dibulatkan 4. E = 20 = Total sampel – 1 – 1 – 1 – 4 – 1 = Total sampel – 1 – 0 – 3 = Total sampel – 4 Total sampel = 20 + 4 = 24 untuk 4 kelompok penelitian Untuk satu kelompok penelitian = 24 : 4 = 6 ekor. Jadi total sampel yang dibutuhkan masing-masing kelompok berdasarkan rumus Mead adalah 4 – 6 ekor. Sedangkan jumlah yang kita ambil adalah sebanyak 4 ekor sebagai jumlah sampel yang representatif.