Pengaruh Pemberian Ekstrak Umbi Ubi Jalar Ungu (Ipomoea batatas L.) terhadap Aktivitas Glutation Peroksidase (Gpx) dan Histopatologi Hepar Mencit (Mus musculus L.) yang Diberi Perlakuan Latihan Fisik Maksimal

  PENGARUH PEMBERIAN EKSTRAK UMBI UBI JALAR UNGU (Ipomoea batatas L.) TERHADAP AKTIVITAS GLUTATION PEROKSIDASE (GPX) DAN HISTOPATOLOGI HEPAR MENCIT (Mus musculus L.) YANG DIBERI PERLAKUAN LATIHAN FISIK MAKSIMAL TESIS Oleh: AYU ELVANA 127008013/BM PROGRAM STUDI MAGISTER ILMU BIOMEDIK FAKULTAS KEDOKTERAN UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2015

  PENGARUH PEMBERIAN EKSTRAK UMBI UBI JALAR UNGU (Ipomoea batatas L.) TERHADAP AKTIVITAS GLUTATION PEROKSIDASE (GPX) DAN HISTOPATOLOGI HEPAR MENCIT (Mus musculus L.) YANG DIBERI PERLAKUAN LATIHAN FISIK MAKSIMAL TESIS Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Magister Biomedik dalam Program Studi Magister Ilmu Biomedik Fakultas Kedokteran Universitas Sumatera Utara Oleh: AYU ELVANA 127008013/BM PROGRAM STUDI MAGISTER ILMU BIOMEDIK FAKULTAS KEDOKTERAN UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2015

  

Judul Tesis : Pengaruh Pemberian Ekstrak Umbi Ubi Jalar Ungu

(Ipomoea batatas L.) terhadap Aktivitas Glutation Peroksidase (Gpx) dan Histopatologi Hepar Mencit (Mus musculus L.) yang Diberi Perlakuan Latihan Fisik Maksimal Nama Mahasiswa : Ayu Elvana Nomor Pokok : 127008013 Program Studi : Biomedik

  Disetujui Komisi Pembimbing

  (Dr. Ir. Herla Rusmarilin, MP) (Prof. Dr. Ramlan Silaban, M.Si) Ketua Anggota

   Ketua Program Studi Dekan

  (dr. Yahwardiah Siregar, Ph.d) (Prof. dr. Gontar A Siregar, Sp.PD, KGEH)

  Tanggal Lulus : 17 April 2015

  Telah diuji pada Tanggal : 17 April 2015 PANITIA PENGUJI TESIS Ketua : Dr. Ir. Herla Rusmarilin, MP Anggota : 1. Prof. Dr. Ramlan Silaban, M.Si

  2. dr. Ricke Loesnihari, M.Ked (Clin-Path), Sp. PK (K) 3. dr. Ester R.D. Sitorus, Sp.PA

  

ABSTRAK

  Latihan fisik dapat meningkatkan sistem pertahanan antioksidan organisme, tetapi periode yang panjang dan berat pada latihan akan mengganggu keseimbangan oksidan ataupun antioksidan. Keseimbangan antara radikal bebas dengan kemampuan antioksidan alami tubuh akan terganggu yang akhirnya akan menyebabkan kerusakan jaringan. Glutation peroksidase yang rendah berkorelasi dengan gangguan yang berhubungan dengan radikal bebas. Salah satu komponen flavonoid dari tumbuh-tumbuhan yang dapat berfungsi sebagai antioksidan adalah zat warna alami yang disebut antosianin. Tumbuhan ubi jalar ungu (Ipomea

  batatas L. ) yang umbinya mengandung antosianin cukup tinggi.

  Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh pemberian ekstrak umbi ubi jalar ungu (ipomoea batatas l.) terhadap aktivitas glutation peroksidase (gpx) dan perubahan histopatologi hepar mencit (mus musculus) yang diberi perlakuan latihan fisik maksimal. Penelitian dilakukan dengan desain control group post test

  

only secara in vivo terhadap 24 ekor mencit putih jantan (Mus musculus L), strain

  DD Webster. Dibagi atas 6 kelompok terdiri dari : P1 (kontrol), P2 (Latihan fisik maksimal selama 60menit), P3 (ekstrak 0,5ml), P4 (latihan fisik maksimal selama 60menit + 0,5ml ekstrak), P5 (latihan fisik maksimal selama 60menit + 1ml ekstrak), P6 (latihan fisik maksimal + 1,5ml ekstrak). Jika data berdistribusi normal dan homogen maka dilakukan uji ANOVA. Jika data tidak maka dilakukan uji Kruskal-Wallis. Untuk melihat adanya perbedaan antara kelompok kontrol dengan perlakuan akan dilakukan uji Post-Hoc. Semua analisa data dilakukan dengan menggunakan software SPSS 19. Dalam penelitian ini untuk keputusan uji statistik diambil taraf nyata 5% (p = 0,05). Hasil penelitian menunjukkan bahwa rerata aktivitas enzim GPx pada kelompok P5 merupakan aktivitas enzim GPx paling tinggi yaitu 19,39±7,06, kemudian diikuti secara berurut oleh P4 (7,05±8,19), P1 (6,58±7,04), P3 (4,50±4,31), P6 (3,03±1,98), dan P2 (1,84±0,92) merupakan aktivitas enzim GPx yang paling rendah. diperoleh nilai p = 0.024 yang artinya terdapat perbedaan bermakna nilai aktivitas enzim GPx antar kelompok karna P<0,05. Histopatologi hepar menunjukkan bahwa P1 normal (100%), P2 memiliki kerusakan A3 (100%) , P3 memiliki kerusakan A1 (50%) dan A2 (50%), P4 memiliki kerusakan A1 (25%) dan A2 (75%), P5 memiliki kerusakan A1 (25%) dan A2 (75%) dan P6 memiliki kerusakan yang sama dengan P2 yaitu A3 (100%). diperoleh nilai P = 0,001 yang artinya terdapat perbedaan bermakna gambaran histopatologi hepar mencit antar kelompok perlakuan dengan kelompok kontrol. Pada penelitian ini menunjukkan bahwa pemberian ekstrak dapat meningkatkan aktivitas enzim GPx secara signifikan tetapi tidak pada histopatologi hepar.

  Kata kunci : Latihan fisik maksimal, GPx, antioksidan, radikal bebas, histopatologi hepar, ubi jalar ungu, antosianin

  

ABSTRACT

Physical exercise can increase defense system organisms antioxidant, but for a

long periods and exhaustive exersice will make imbalance of oxidant or an

antioxidant. The balance between free radical to the ability of endogenous

antioxidant will be disrupted that will eventually lead to tissue damage. The low

of Gluthatione peroxides had a corelation of free radical disorders. One

component of the flavonoid antioxidant is that could serve as a natural dyestuff

called anthocyanin. Purple sweet potat (Ipomea batatas L.) Containing high of

anthocyanin's.

  

The aim of this research was to determine the usefulness of purple sweet potato

extract (Ipomoea batatas L.) of gluthathione peroxides activity (GPx)and

histopathological hepar of male mice (Mus musculus L.) which had been given

maximal physical activity.

  

This experimental research laboratory with the design of the post test only control

group. The male mice research’s subject (Mus musculus L.) Strain DD Webster,

aged 6-8 weeks with 25-35 grams, obtained from the Natural Science USU.

Subjects were divided into six groups, those are : P1 (control), P2 (maximal

physical activity during 60 minutes), P3 (extract 0,5ml), P4 (maximal physical

activity during 60 minutes + 0,5ml ekstrak), P5 (maximal physical activity during

60 minutes + extract 1ml), P6 (maximal physical activity during 60 minutes +

extract 1,5ml).

   Then, there were normality and homogeneity tests of data, if the

result of research are normally distributed and homogeneous there will be an

ANOVA test (p <0.05) continued by a Post Hoc test with mann whitney analysis of

5%, when the data were not normally distributed and homogeneous, followed by

the kruskall-wallis (p <0.05). All data was used by software SPSS 19.

The research shown that average of GPx activity in P5 was the highest activity

enzyme of GPx 19,39±7,06, continuosly to P4 (7,05±8,19), P1 (6,58±7,04), P3

(4,50±4,31), P6 (3,03±1,98), dan P2 (1,84±0,92) as the lower activity enzyme of

GPx. p = 0.024 it shown that the GPx activity enzyme had a significant different

between groups in this research. Histopatology of hepar shown that P1 as a

normal (100%), P2 had a damage A3 (100%) , P3 had a damage of A1 (50%)

and A2 (50%), P4 had a damage of A1 (25%) and A2 (75%), P5 had a damage of

A1 (25%) dan A2 (75%) dan P6 had a damage as like as P2 that A3 (100%). P

value was 0,001 it shown that there a significant difference between control group

with the others group.

  

This research has shown that extract of purple sweet potato (Ipomea batatas L.)

could increased the significant GPx activity but could not to fix damaged of

hepar histopatology.

Key words :maximal physical activity, GPx, antioxidants, free radical,

Anthocyanins, Purple Sweet Potato,

KATA PENGANTAR

  Puji syukur penulis ucapkan kehadirat Allah SWT atas rahmah dan berkah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian dengan judul ”Pengaruh Pemberian Ekstrak Umbi Ubi Jalar Ungu (Ipomoea Batatas L.) Terhadap Aktivitas Glutation Peroksidase (Gpx) Dan Histopatologi Hepar Mencit (Mus Musculus) yang diberi Perlakuan Latihan Fisik Maksimal

  ”. Tesis ini merupakan salah satu syarat dalam rangka menyelesaikan program pendidikan Magister Ilmu Biomedik pada Fakultas Kedokteran, USU Medan.

  Selama proses pelaksanaan penelitian hingga selesainya tesis ini, penulis memperoleh banyak dukungan dan bantuan dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada: 1.

  Bapak Prof.Dr.dr.Syahril Pasaribu, DTM&H, MSc(CTM), Sp.A (K) sebagai Rektor USU Medan beserta seluruh jajarannya.

  2. Bapak Prof. dr. Gontar A. Siregar, Sp.PD, KGEH, sebagai Dekan Fakultas Kedokteran USU Medan beserta seluruh jajarannya.

  3. Ibu dr. Yahwardiah Siregar, Ph.D, sebagai Ketua Program Studi Ilmu Biomedik, Fakultas Kedokteran, USU Medan beserta seluruh jajarannya.

  4. Ibu Dr. Ir. Herla Rusmarilin dan Bapak Prof. Dr. Ramlan Silaban, M.Si. yang bersedia meluangkan waktu, masukan dan pemikiran sebagai dosen pembimbing selama penyusunan tesis ini.

  5. Dosen pembanding, Ibu dr.Ricke Loesnihari, M.Ked (Clin-Path), Sp.PK (K) dan dr.Esther R.D. Sitorus, Sp.PA yang bersedia meluangkan waktu dan masukan pada tesis ini.

  6. Ketua Prodi Magister Biologi FMIPA, Bapak Prof. Dr. Drs. Syafruddin Ilyas, M.Biomed yang telah memberikan izin penelitian hewan coba di FMIPA dan masukan dalam penyelesaian tesis ini serta para assisten Laboratorium pemeliharaan hewan FMIPA USU.

  7. Ibu dr.Fitriani Lumongga, Sp.PA dan Bapak dr. Delyuzar, M.Ked (PA), Sp.PA(K) yang telah memberikan bimbingan dalam pengamatan histopatologi untuk penyelesaian tesis ini.

  8. Ibu dr.Putri Chairani Eyanoer, Ms.Epi, Ph.D. beserta staff yang telah membimbing penulis untuk menyelesaikan interpretasi data dalam tesis ini.

  9. Kedua orang tua, papa (Revan ED, S.H.) mama (Elita) yang telah memberikan kasih sayang, dukungan dan doa sepenuhnya kepada penulis selama penyelesaian tesis ini. Dan juga seluruh keluarga yang telah mendoakan.

  10. Kakak dr. Rika Nailuvar Sinaga, sahabat sekaligus kakak dan partner dalam penelitian ini.

  11. Seluruh teman - teman seangkatan dan seperjuangan penulis (Biomedik 2012) yang selalu kompak, ceria dan saling mendukung dalam menyelesaikan studi bersama. Penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun untuk kesempurnaan tesis ini. Demikian tesis ini disampaikan semoga dapat bermanfaat bagi ilmu pengetahuan.

  Medan, April 2015 Penulis

  Ayu Elvana

  

DAFTAR RIWAYAT HIDUP

DATA PRIBADI

  Nama Lengkap : Ayu Elvana Tempat /tanggal lahir : Padang, 27 Juni 1989 Jenis Kelamin : Perempuan Status Perkawinan : Belum Menikah Agama : Islam Pendidikan Terakhir : Sarjana Pendidikan, Jurusan Biologi

  PENDIDIKAN FORMAL · SD YAPENA 45 Medan, berijazah tahun 2001.

  · SMP Negeri 34 Medan, berijazah tahun 2004. · SMA Negeri 2 Medan, berijazah tahun 2007. · Universitas Negeri Medan, berijazah tahun 2011.

  KONTAK

  Alamat : Jl. Sakti Lubis Gg. Tukang Besi No. 27c, Kelurahan Sitirejo II, Kecamatan Medan Amplas, Kode Pos 20219, Medan.

  Telepon / HP : 085296442089 Email Riwayat Pekerjaan Staff pengajar Biologi SMP N 2 Perbaungan : 2010

• – 2011 Staff pengajar Biologi SMP Swasta AINA : 2011 - 2012

DAFTAR ISI

  Halaman ABSTRAK i ABSTRACT ii KATA PENGANTAR iii DAFTAR RIWAYAT HIDUP v DAFTAR ISI vi DAFTAR GAMBAR ix DAFTAR TABEL x DAFTAR SINGKATAN xi

BAB I PENDAHULUAN

  1.2. Perumusan Masalah

  2.7. Kerangka konsep

  2.5. Antosianin

  32

  2.6. Hati/ Hepar 35 2.6.1.

  Anatomi dan Fisiologi Hepar

  36 2.6.2. Mikroskopis Kerusakan Hepar

  39 2.6.3. Metabolisme Antioksidan dalam Hepar

  40

  42 BAB III METODOLOGI PENELITIAN

  Ubi Jalar Ungu

  3.1. Desain penelitian

  43

  3.2. Lokasi dan Waktu Penelitian 3.2.1.

  Lokasi 43 3.2.2.

  Waktu

  43

  3.3. Populasi dan Sampel Penelitian

  1

  30

  2.4. Ubi Jalar 27 2.4.1.

  7

  2.1. Latihan Fisik 9 2.1.1.

  1.3. Tujuan Penelitian 7 1.3.1.

  Tujuan Umum 7 1.3.2.

  Tujuan Khusus

  7

  1.4. Manfaat Penelitian

  8

  1.5. Hipotesis Penelitian

  8 BAB II TINJAUAN PUSTAKA

  Respon fisiologis terhadap latihan fisik

  23

  10

  2.2. Radikal Bebas 13 2.2.1.

  Struktur kimia 16 2.2.2.

  Sumber radikal bebas

  17 2.2.3. Tipe radikal bebas dalam tubuh

  19 2.2.4. Pertahanan sel terhadap radikal bebas

  20

  1.1. Latar Belakang

  2.3. Glutation Peroksidase (GPx)

  3.3.1.

  45 Populasi 3.3.2.

  45 Sampel

  3.4. Variabel Penelitian 3.4.1.

  45 Variabel independent (bebas) 3.4.2.

  46 Variabel dependent (terikat)

  3.5. Defenisi Operasional

  46

  3.6. Etika Penelitian

  47

  3.7. Alat dan Bahan Penelitian 3.7.1.

  47 Alat-alat yang Dipergunakan Dalam Penelitian 3.7.2.

  47 Bahan-bahan yang Dipergunakan Dalam Penelitian

  3.8. Prosedur Penelitian

  48

  3.9. Prosedur Pelaksanaan Penelitian dan Pengamatan 3.9.1.

  50 Pre-Eliminari 3.9.2. Pembuatan ekstrak umbi ubi jalar ungu (Ipomoea batatas L.)

  3.9.2.1. Pembuatan Ekstrak

  51

  3.9.2.2.Penentuan Kadar Antosianin

  52 3.9.3.

  52 Pemeliharaan Hewan Coba 3.9.4.

  53 Perlakuan Latihan Fisik Hewan Coba 3.9.5.

  53 Pembedahan Mencit 3.9.6. Makroskopik

  3.9.6.1.Berat Badan

  54

  3.9.6.2. Tingkah Laku Mencit (Mus musculus L.)

  54

  3.9.6.3. Warna Hepar 3.9.7. Kimiawi

  3.9.7.1. Enzim Gluthation Peroksidase (GPx)

  55 3.9.8. Mikroskopik

  3.9.8.1. Histopatologi Hepar

  56 3.10.

  60 Analisa Data

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

  4.1. Hasil dan Pembahasan Penelitian

  61 4.1.1. Hasil dan Pembahasan Kadar Antosianin dan Kandungan

  Gizi yang Terkandung dalam Ekstrak Umbi Jalar Ungu (Ipomoea batatas L.) yang Digunakan untuk Penelitian

  61 4.1.2. Makroskopik 4.1.2.1.

  64 Hasil dan Pembahasan Berat Badan Mencit 4.1.2.2.

  68 Hasil dan Pembahasan Tingkah Laku Mencit 4.1.2.3.

  74 Hasil dan Pembahasan Warna Organ Hepar Mencit 4.1.3. Kimiawi 4.1.3.1.

  Hasil dan Pembahasan Aktivitas Enzim Glutation Peroksidase pada Organ Hepar Mencit

  74 4.1.4. Mikroskopik 4.1.4.1.

  Hasil dan Pembahasan Gambaran Histopatologi Hepar mencit

  79

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1.

  86 Kesimpulan 5.2.

  87 Saran

DAFTAR PUSTAKA

  88 LAMPIRAN

  

DAFTAR GAMBAR

Halaman

  57 Gambar 3.4. Gambaran normal lobulus hati (perbesaran 100x)

  74 Gambar 4.6. Gambar histopatologi hepar mencit

  70 Gambar 4.5. Warna hepar mencit penelitian

  68 Gambar 4.4. Mencit yang dipergunakan dalam penelitian

  65 Gambar 4.3. Perbedaan tingkah laku masing-masing kelompok setiap harinya selama 14 hari perlakuan

  62 Gambar 4.2. Grafik perubahan berat badan mencit rerata per-minggu

  59 Gambar 4.1. Gambar ubi jalar ungu yang digunakan dalam penelitian

  59 Gambar 3.5. Gambaran nekrosis lobuilus hati, (perbesaran 100x) (sumber : musthofiyah, 2008 )

  (sumber : eroschenko, 2003)

  50 Gambar 3.3. Algorithm for evaluation of histological activity

Gambar 2.1. Struktur kimia radikal bebas

  49 Gambar 3.2. Mencit berenang hingga kelelahan

  43 Gambar 3.1. Alur perlakuan penelitian

  36 Gambar 2.7. Kerangka konsep

  33 Gambar 2.6. Anatomi hepar

  31 Gambar 2.5. Struktur antosianin dan klasifikasinya

  26 Gambar 2.4. Ubi jalar ungu

  2 o 2 oleh glutation peroksidase

  20 Gambar 2.3. Mekanisme katalisis h

  16 Gambar 2.2. Enzim-enzim pertahanan antioksidan

  81

  

DAFTAR TABEL

Halaman

  62 Tabel 4.2. Perubahan berat badan per-minggu mencit selama perlakuan

  76 Tabel 4.8. Hasil rerata histopatologi hepar mencit (Mus musculus L.)

  74 Tabel 4.7. Perbedaan aktivitas enzim antar kelompok

  70 Tabel 4.6. Hasil rerata nilai aktivitas enzim glutation peroksidase (GPx) di hepar mencit (Mus musculus L.) setelah perlakuan selama 14 hari

  68 Tabel 4.5. Perbedaan nilai P tingkah laku mencit selama 14 hari Perlakuan

  65 Tabel 4.4. Perbedaan tingkah laku masing-masing kelompok setiap harinya selama 14 hari perlakuan

  64 Tabel 4.3. Perbedaan rerata berat badan mencit setelah perlakuan

  58 Tabel 4.1. Kandungan gizi umbi ubi jalar ungu (Ipomoea batatas L.)

Tabel 2.1. Antioksidan dan Enzim Pembersih (Scavenging)

  58 Tabel 3.5. Metavir Fibrosis Score

  58 Tabel 3.4. Metavir Histologic Activity Criteria

  51 Tabel 3.3. Metavir Histologic Activity Score

  46 Tabel 3.2. Hasil Perhitungan Berat Badan dan Waktu Pre-Eliminari

  29 Tabel 3.1. Defenisi Operasional

  22 Tabel 2.2. Ubi Jalar Juga Mengandung Berbagai Antioksidan

  79

DAFTAR SINGKATAN

2 O

  2

  GPX : Gluthathione peroxides CAT : Catalase SOD : Superoksid dismutase GSH : Glutation tereduksi GSSG : Glutation teroksidasi Se : Selenium ROS : Reactive Oksigen Species

  VO

  2

  max : Konsumsi oksigen maksimum O

  2

  : Oksigen H

• : Hidrogen peroksida

  OH• : Radikal hidroksil

• : Superoksida anion
• : Alkoksil RO
• : Peroksil O

• : Nitrooksida ONOO
• : Peroksinitrit
• : Nitrit oksida
• : Radikal alkoxyl
• 2
• : Radikal peroksil

  Tunggal NO-

  P5 : Latihan fisik maksimal selama 60 menit + ekstrak umbi ubi jalar ungu sebanyak 1 ml setiap harinya selama 14 hari P6 : Latihan fisik maksimal selama 60 menit + ekstrak umbi ubi jalar ungu sebanyak 1,5ml setiap harinya selama 14 hari

  ADI : Acceptable Daily Intake P1 : Kontrol yang tidak diberikan perlakuan apapun P2 : Latihan fisik maksimal selama 60 menit P3 : Ekstrak sebanyak 0,5 ml selama 14 hari P4 : Latihan fisik maksimal selama 60 menit + ekstrak umbi ubi jalar ungu sebanyak 0,5 ml setiap harinya selama 14 hari.

  LO

  : Asam hipoklorus LO-

  : Peroksinitrit HOCl•

  ONOO

  : Triplet singlet/ ¹ O

  2 :

  ATP : Adenosine triphosphate O

  2

  3O

  2

  RNS : Reactive Nitrogen Spesies NO

  2

  RO

  2

  3 : Ozon