Pengaruh Ekstrak Etanol Buah Labu Siam (Sechium edule Jacg. Swartz.) Terhadap Kadar Interleukin 6 Pada Mencit Hiperglikemia Yang Diinduksi Streptozotocyn (STZ)
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Menurut American Diabetes Association (ADA) tahun 2010, diabetes
mellitus (DM) merupakan kelompok penyakit metabolik dengan karakteristik
hiperglikemia yang terjadi karena kelainan sekresi insulin, kerja insulin, atau
kedua-duanya. Gangguan metabolik dapat terjadi ketika tubuh menghasilkan
banyak insulin (hiperinsulinemia), tetapi insulin tidak mampu membawa glukosa
masuk ke dalam jaringan karena terjadi resistensi insulin (Magee, 2004). DM
type 2 adalah sekelompok kelainan heterogen yang ditandai dengan hiperglikemia
dimana hasil pemeriksaan kadar gula darah puasa berada di atas 110 mg/dL serta
kadar gula darah 2 jam sesudah makan di atas 140 mg/dL (Perkeni, 2006).
Prevalensi diabetes di Amerika menurut data National Diabetes Statistics Report
(2014) pada tahun 2012 melaporkan penyandang DM sebanyak 29,1 juta orang
(9,3%). Sekjen Perkumpulan Endokrinologi Indonesia (Perkeni) Em Yunir
mengatakan penderita diabetes di Indonesia pada 2030 akan mencapai hingga 2030 juta orang dibandingkan pada 2007-2008 yang hanya sekitar 7 juta orang
(Martin, 2013).
Prevalensi DM di Indonesia terus meningkat dari tahun ke tahun dan pada
tahun 2013 adalah sebesar 6,8%. Penderita yang terkena bukan hanya berusia
lanjut, namun banyak juga yang berusia produktif. Prevalensi DM pada
perempuan cenderung lebih tinggi dari laki-laki, dan di perkotaan cenderung lebih
tinggi dibandingkan di perdesaan, serta cenderung lebih tinggi pada masyarakat
dengan tingkat pendidikan tinggi (Kemenkes, 2013). Pengobatan diabetes
menggunakan ekstrak tanaman telah banyak digunakan sejak zaman dahulu di
berbagai negara (Suryani, 2013; Susanto, 2010; Firdous, 2012; Riana, 2010). Saat
ini terutama di negara-negara berkembang, banyak ekstrak tanaman yang terdaftar
digunakan untuk pengobatan penyakit diabetes seperti tanaman Labu Siam.
Sebagian besar dari tanaman ini mengandung glikosida, alkaloid, cucurbitacin,
flavonoid, polisakarida, dan saponin yang diduga berkhasiat sebagai anti-diabetik.
Interleukin 6 (IL-6) telah lama digunakan sebagai penanda untuk aktivasi
sistemik dari sitokin yang memiliki sifat proinflamasi dan antiinflamasi. Bukti
terbaru yang dihasilkan dari tikus yang dihilangkan IL-6 telah menunjukkan
bahwa IL-6 bertindak sebagai antiinflamasi. Inflamasiatau peradangan adalah
respon dari suatu organisme terhadap patogen dan alterasi mekanis dalam
jaringan, berupa rangkaian reaksi yang terjadi pada tempat jaringan yang
mengalami cedera (Janeway, 2001). Inflamasi dapat disebabkan cedera fisik,
infeksi maupun reaksi antigen dari penyakit dan infeksi bakteri pada luka terbuka
yang dapat menimbulkan nyeri dan akhirnya mengganggu aktivitas (Yuliati,
2010). Menurut penelitian Pickup (2004) IL-6 merupakan mediator inflamasi
yang dapat memprediksi adanya penyakit DM. Faktor- faktor risiko timbulnya
DM adalah genetik, stres, merokok, diet tinggi lemak dan lain lain yang dapat
mengaktivasi innate immunity sehingga sitokin inflamasi seperti Interleukin 6 (IL6). Interleukin 6 merupakan salah satu sitokin yang ditemukan pada proses
inflamasi akut ataupun kronis yang disebut biomarker inflamasi (Elisabeth, at al.,
2009). Berdasarkan penelitian Kristiansen (2005), proses inflamasi sangat terkait
dengan timbulnya DM. Telah ditemukan bahwa kadar IL-6 sangat tinggi pada
penderita DM dan diduga IL-6 merupakan pemicu munculnya DM melalui proses
inflamasi. Penelitian Susanto, (2010) selanjutnya mengatakan pemberian ekstrak
daun pare dapat menurunkan kadar IL-6 serum dan merupakan salah satu sitokin
inflamasi pada tikus diabetes yang diinduksi streptozotozin. Peningkatan produksi
radikal
bebas
berkaitan
dengan
hiperglikemia,
resistensi
insulin,
dan
hyperinsulinaemia. Inflamasi juga terlibat dalam proses timbulnya komplikasi
pada DM type 2 (Pickup, 2004).
Pengobatan inflamasi yang diberikan umumnya menggunakan obatobatan modern yang tidak tertutup kemungkinan mempunyai efek samping.
Berbagai jenis tanaman di Indonesia telah digunakan masyarakat sebagai sumber
bahan obat alam secara turun temurun yang disebut dengan pengobatan
tradisional. Salah satu tanaman yang dapat dimanfaatkan sebagai bahan obat
tradisional adalah Labu Siam. Buah Labu Siam (Sechium edule, Jacq. Swartz.)
merupakan sayuran yang dapat tumbuh di daerah
subtropics, spesies ini
digunakan sebagai makanan dan juga sebagai obat. Labu Siam mudah di dapat
dan harganya pun relatif murah sehingga dapat menjadi pilihan dalam memenuhi
kebutuhan serta banyak digemari oleh masyarakat karena rasanya enak dan
dingin (Juliyanto, 2010). Menurut penelitian Siciliano, et al., (2004) pada Labu
Siam ada delapan senyawa flavonoid yang terdiri dari tiga senyawa C-glikosil dan
lima senyawa O-glikosil flavon pada tanaman labu siam. Daun dan buah dari
Labu Siam diketahui mempunyai sifat sebagai anti inflamasi, dan juga dapat
menurunkan tekanan darah. Daunnya dapat digunakan untuk pengobatan seperti
pada penyakit arterosklerosis dan hipertensi, bahkan dapat menghancurkan batu
ginjal ( Gordon, et al., 2000). Berdasarkan penelitian Marliana, et al., (2005)
melaporkan skrining fitokimia ekstrak etanol dan analisis kromatografi lapis tipis
(KLT) ekstrak buah Labu Siam mengandung alkaloid, saponin, kardenolin,
bufadienol dan flavonoid. Penelitian Firdous, et al., (2012) melaporkan bahwa
buah Labu Siam dapat melindungi hepar, mampu mencegah kerusakan sel hati,
menghancurkan radikal bebas serta memiliki antiinflamasi (Ordonez, et al., 2006).
Berbagai penelitian dilaporkan bahwa flavonoid berkhasiat sebagai
antiinflamasi seperti penelitian Suryani, dkk., (2013) yang melaporkan flavonoid
pada tanaman biji Mahoni berguna sebagai antiinflamasi sehingga dapat
memperbaiki jaringan pankreas. Penelitian Saleem, et al., (2011) melaporkan
bahwa flavonoid dari ekstrak Gendarussa juga berkhasiat sebagai antiinflamasi.
Penelitian Merry, dkk., (2013); Mauro, et al., (2010) melaporkan flavonoid selain
berkasiat sebagai antiinflamasi juga berkhasiat sebagai antioksidatif.
Streptozotocin (STZ) merupakan antibiotik spektrum luas dengan oncolytic,
oncogenic, dan diabetogenik (Weiss, 1982). Keadaan hiperglikemia pada hewan
coba dapat diinduksi dengan streptozotocin.Diabetogenik merupakan suatu
tindakan yang dimediasi secara selektif untuk menghancurkan sel beta pankreas
dan telah banyak dimanfaatkan sebagai metode merangsang DM pada hewan
percobaan (Abeeleh, 2009). Streptozotocin dapat mencegah reproduksi selular
dengan dosis yang jauh lebih kecil dari dosis yang dibutuhkan untuk menghambat
koneksi substrat deoxyribose-nucleic acid (DNA) ataupun menghambat aktivitas
enzim yang terlibat dalam sintesis DNA. Berdasarkan penelitian Park dan Han
(2012) melaporkan bahwa pada hewan coba yang diberikan streptozotocin (STZ)
pada mencit dengan dosis 60 mg/kgbb yang dilarutkan ke dalam 0.1 M buffer
sitrat pada PH 4,5 diinjeksikan secara intraperitoneal menginduksikan
hiperglikemia pada mencit. Streptozotocin dengan dosis 60 mg/kgbb pada mencit
menyebabkan autoimun sehingga terjadi kerusakan pada sel-sel beta pankreas
(Weiss, 1982).
Efek Labu Siam terhadap inflamasi belum pernah diteliti pada mencit
hiperglikemia yang diinduksi oleh streptozotocin, sehingga peneliti tertarik untuk
meneliti efek Labu Siam terhadap mencit hiperglikemia yang diinduksi
streptozotocin. Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui aktivitas ekstrak etanol
buah Labu Siam yang dapat memperbaiki jaringan sel β pankreas, khususnya pada
hewan coba yang diinduksi oleh streptozotocin.
1.2 Perumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang penelitian yang diuraikan di atas, maka
rumusan masalah penelitian ini adalah sebagai berikut:
a. apakah ekstrak etanol buah Labu Siam (EEBLS)) dapat menurunkan
kadar gula darah mencithiperglikemia yang diinduksi streptozotozin.
b. apakah EEBLS mampu menurunkan kadar interleukin 6 pada mencit
hiperglikemia yang diinduksi streptozotozin.
c. apakah EEBLS dapat memperbaiki histopatologis pankreas mencit
hiperglikemia yang diinduksi streptozotozin.
1.3 Hipotesis
Berdasarkan rumusan masalah penelitian di atas maka hipotesis dalam
penelitian ini adalah :
a. EEBLS dapat menurunkan kadar gula darah mencit hiperglikemia yang
diinduksi streptozotozin.
b. EEBLS dapat menurunkan kadar Interleukin 6 pada mencit hiperglikemia
yang diinduksi streptozotozin.
c. EEBLS
mampu
memperbaiki
histopatologis
pankreas
mencit
hiperglikemia yang diinduksi streptozotozin.
1.4 Tujuan Penelitian
1.4.1 Tujuan Umum
Tujuan umum penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh ekstrak
etanol buah Labu Siam pada mencit hiperglikemia yang diinduksi streptozotozin.
1.4.2 Tujuan Khusus
Tujuan khusus pada penelitian ini adalah untuk :
a. mengetahuipenurunan kadar glukosa darah pada mencit hiperglikemia
yang diinduksi streptozotozin.
b.mengetahuipenurunan kadar interleukin 6 pada mencit hiperglikemia
yang diinduksi streptozotozin.
c. mengetahuiperubahan gambaran inflamasi pankreas pada mencit
hiperglikemia yang diinduksi streptozotocin.
1.5 Kerangka Pikir Penelitian
Hiperglikemi yang diinduksi STZ akan menyebabkan reaksi inflamasi
pada isled sel β pankreas sehingga merusak sel beta pankreas. Pemberian ekstrak
etanol buah labu siam yang mengandung flavonoid akan menurunkan kadar
Interleukin 6. Hubungan antara variabel-variabel tersebut, ditunjukkan pada
Gambar 1.1.
Variabel bebas
Variabel terikat
Parameter
Induksi Streptozotocin
60 mg/kg BB
( Park dan Han, 2012,
Firdous, 2012)
Ekstrak
Etanol
buah Labu Siam
(Firdous,2012)
Tikus hiperglikemia
(KGD >250mg/dl
(Firdous,2012)
Gambar 1.1 Kerangka pikir penelitian
Glukometer:
Pemeriksaan
KGD : mg/dl
Kadar
interleukin 6
(IL-6) :pg/ml
Gambaran histopatologis
pankreas :diameter (µm)
>100μm; Abnormal
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Menurut American Diabetes Association (ADA) tahun 2010, diabetes
mellitus (DM) merupakan kelompok penyakit metabolik dengan karakteristik
hiperglikemia yang terjadi karena kelainan sekresi insulin, kerja insulin, atau
kedua-duanya. Gangguan metabolik dapat terjadi ketika tubuh menghasilkan
banyak insulin (hiperinsulinemia), tetapi insulin tidak mampu membawa glukosa
masuk ke dalam jaringan karena terjadi resistensi insulin (Magee, 2004). DM
type 2 adalah sekelompok kelainan heterogen yang ditandai dengan hiperglikemia
dimana hasil pemeriksaan kadar gula darah puasa berada di atas 110 mg/dL serta
kadar gula darah 2 jam sesudah makan di atas 140 mg/dL (Perkeni, 2006).
Prevalensi diabetes di Amerika menurut data National Diabetes Statistics Report
(2014) pada tahun 2012 melaporkan penyandang DM sebanyak 29,1 juta orang
(9,3%). Sekjen Perkumpulan Endokrinologi Indonesia (Perkeni) Em Yunir
mengatakan penderita diabetes di Indonesia pada 2030 akan mencapai hingga 2030 juta orang dibandingkan pada 2007-2008 yang hanya sekitar 7 juta orang
(Martin, 2013).
Prevalensi DM di Indonesia terus meningkat dari tahun ke tahun dan pada
tahun 2013 adalah sebesar 6,8%. Penderita yang terkena bukan hanya berusia
lanjut, namun banyak juga yang berusia produktif. Prevalensi DM pada
perempuan cenderung lebih tinggi dari laki-laki, dan di perkotaan cenderung lebih
tinggi dibandingkan di perdesaan, serta cenderung lebih tinggi pada masyarakat
dengan tingkat pendidikan tinggi (Kemenkes, 2013). Pengobatan diabetes
menggunakan ekstrak tanaman telah banyak digunakan sejak zaman dahulu di
berbagai negara (Suryani, 2013; Susanto, 2010; Firdous, 2012; Riana, 2010). Saat
ini terutama di negara-negara berkembang, banyak ekstrak tanaman yang terdaftar
digunakan untuk pengobatan penyakit diabetes seperti tanaman Labu Siam.
Sebagian besar dari tanaman ini mengandung glikosida, alkaloid, cucurbitacin,
flavonoid, polisakarida, dan saponin yang diduga berkhasiat sebagai anti-diabetik.
Interleukin 6 (IL-6) telah lama digunakan sebagai penanda untuk aktivasi
sistemik dari sitokin yang memiliki sifat proinflamasi dan antiinflamasi. Bukti
terbaru yang dihasilkan dari tikus yang dihilangkan IL-6 telah menunjukkan
bahwa IL-6 bertindak sebagai antiinflamasi. Inflamasiatau peradangan adalah
respon dari suatu organisme terhadap patogen dan alterasi mekanis dalam
jaringan, berupa rangkaian reaksi yang terjadi pada tempat jaringan yang
mengalami cedera (Janeway, 2001). Inflamasi dapat disebabkan cedera fisik,
infeksi maupun reaksi antigen dari penyakit dan infeksi bakteri pada luka terbuka
yang dapat menimbulkan nyeri dan akhirnya mengganggu aktivitas (Yuliati,
2010). Menurut penelitian Pickup (2004) IL-6 merupakan mediator inflamasi
yang dapat memprediksi adanya penyakit DM. Faktor- faktor risiko timbulnya
DM adalah genetik, stres, merokok, diet tinggi lemak dan lain lain yang dapat
mengaktivasi innate immunity sehingga sitokin inflamasi seperti Interleukin 6 (IL6). Interleukin 6 merupakan salah satu sitokin yang ditemukan pada proses
inflamasi akut ataupun kronis yang disebut biomarker inflamasi (Elisabeth, at al.,
2009). Berdasarkan penelitian Kristiansen (2005), proses inflamasi sangat terkait
dengan timbulnya DM. Telah ditemukan bahwa kadar IL-6 sangat tinggi pada
penderita DM dan diduga IL-6 merupakan pemicu munculnya DM melalui proses
inflamasi. Penelitian Susanto, (2010) selanjutnya mengatakan pemberian ekstrak
daun pare dapat menurunkan kadar IL-6 serum dan merupakan salah satu sitokin
inflamasi pada tikus diabetes yang diinduksi streptozotozin. Peningkatan produksi
radikal
bebas
berkaitan
dengan
hiperglikemia,
resistensi
insulin,
dan
hyperinsulinaemia. Inflamasi juga terlibat dalam proses timbulnya komplikasi
pada DM type 2 (Pickup, 2004).
Pengobatan inflamasi yang diberikan umumnya menggunakan obatobatan modern yang tidak tertutup kemungkinan mempunyai efek samping.
Berbagai jenis tanaman di Indonesia telah digunakan masyarakat sebagai sumber
bahan obat alam secara turun temurun yang disebut dengan pengobatan
tradisional. Salah satu tanaman yang dapat dimanfaatkan sebagai bahan obat
tradisional adalah Labu Siam. Buah Labu Siam (Sechium edule, Jacq. Swartz.)
merupakan sayuran yang dapat tumbuh di daerah
subtropics, spesies ini
digunakan sebagai makanan dan juga sebagai obat. Labu Siam mudah di dapat
dan harganya pun relatif murah sehingga dapat menjadi pilihan dalam memenuhi
kebutuhan serta banyak digemari oleh masyarakat karena rasanya enak dan
dingin (Juliyanto, 2010). Menurut penelitian Siciliano, et al., (2004) pada Labu
Siam ada delapan senyawa flavonoid yang terdiri dari tiga senyawa C-glikosil dan
lima senyawa O-glikosil flavon pada tanaman labu siam. Daun dan buah dari
Labu Siam diketahui mempunyai sifat sebagai anti inflamasi, dan juga dapat
menurunkan tekanan darah. Daunnya dapat digunakan untuk pengobatan seperti
pada penyakit arterosklerosis dan hipertensi, bahkan dapat menghancurkan batu
ginjal ( Gordon, et al., 2000). Berdasarkan penelitian Marliana, et al., (2005)
melaporkan skrining fitokimia ekstrak etanol dan analisis kromatografi lapis tipis
(KLT) ekstrak buah Labu Siam mengandung alkaloid, saponin, kardenolin,
bufadienol dan flavonoid. Penelitian Firdous, et al., (2012) melaporkan bahwa
buah Labu Siam dapat melindungi hepar, mampu mencegah kerusakan sel hati,
menghancurkan radikal bebas serta memiliki antiinflamasi (Ordonez, et al., 2006).
Berbagai penelitian dilaporkan bahwa flavonoid berkhasiat sebagai
antiinflamasi seperti penelitian Suryani, dkk., (2013) yang melaporkan flavonoid
pada tanaman biji Mahoni berguna sebagai antiinflamasi sehingga dapat
memperbaiki jaringan pankreas. Penelitian Saleem, et al., (2011) melaporkan
bahwa flavonoid dari ekstrak Gendarussa juga berkhasiat sebagai antiinflamasi.
Penelitian Merry, dkk., (2013); Mauro, et al., (2010) melaporkan flavonoid selain
berkasiat sebagai antiinflamasi juga berkhasiat sebagai antioksidatif.
Streptozotocin (STZ) merupakan antibiotik spektrum luas dengan oncolytic,
oncogenic, dan diabetogenik (Weiss, 1982). Keadaan hiperglikemia pada hewan
coba dapat diinduksi dengan streptozotocin.Diabetogenik merupakan suatu
tindakan yang dimediasi secara selektif untuk menghancurkan sel beta pankreas
dan telah banyak dimanfaatkan sebagai metode merangsang DM pada hewan
percobaan (Abeeleh, 2009). Streptozotocin dapat mencegah reproduksi selular
dengan dosis yang jauh lebih kecil dari dosis yang dibutuhkan untuk menghambat
koneksi substrat deoxyribose-nucleic acid (DNA) ataupun menghambat aktivitas
enzim yang terlibat dalam sintesis DNA. Berdasarkan penelitian Park dan Han
(2012) melaporkan bahwa pada hewan coba yang diberikan streptozotocin (STZ)
pada mencit dengan dosis 60 mg/kgbb yang dilarutkan ke dalam 0.1 M buffer
sitrat pada PH 4,5 diinjeksikan secara intraperitoneal menginduksikan
hiperglikemia pada mencit. Streptozotocin dengan dosis 60 mg/kgbb pada mencit
menyebabkan autoimun sehingga terjadi kerusakan pada sel-sel beta pankreas
(Weiss, 1982).
Efek Labu Siam terhadap inflamasi belum pernah diteliti pada mencit
hiperglikemia yang diinduksi oleh streptozotocin, sehingga peneliti tertarik untuk
meneliti efek Labu Siam terhadap mencit hiperglikemia yang diinduksi
streptozotocin. Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui aktivitas ekstrak etanol
buah Labu Siam yang dapat memperbaiki jaringan sel β pankreas, khususnya pada
hewan coba yang diinduksi oleh streptozotocin.
1.2 Perumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang penelitian yang diuraikan di atas, maka
rumusan masalah penelitian ini adalah sebagai berikut:
a. apakah ekstrak etanol buah Labu Siam (EEBLS)) dapat menurunkan
kadar gula darah mencithiperglikemia yang diinduksi streptozotozin.
b. apakah EEBLS mampu menurunkan kadar interleukin 6 pada mencit
hiperglikemia yang diinduksi streptozotozin.
c. apakah EEBLS dapat memperbaiki histopatologis pankreas mencit
hiperglikemia yang diinduksi streptozotozin.
1.3 Hipotesis
Berdasarkan rumusan masalah penelitian di atas maka hipotesis dalam
penelitian ini adalah :
a. EEBLS dapat menurunkan kadar gula darah mencit hiperglikemia yang
diinduksi streptozotozin.
b. EEBLS dapat menurunkan kadar Interleukin 6 pada mencit hiperglikemia
yang diinduksi streptozotozin.
c. EEBLS
mampu
memperbaiki
histopatologis
pankreas
mencit
hiperglikemia yang diinduksi streptozotozin.
1.4 Tujuan Penelitian
1.4.1 Tujuan Umum
Tujuan umum penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh ekstrak
etanol buah Labu Siam pada mencit hiperglikemia yang diinduksi streptozotozin.
1.4.2 Tujuan Khusus
Tujuan khusus pada penelitian ini adalah untuk :
a. mengetahuipenurunan kadar glukosa darah pada mencit hiperglikemia
yang diinduksi streptozotozin.
b.mengetahuipenurunan kadar interleukin 6 pada mencit hiperglikemia
yang diinduksi streptozotozin.
c. mengetahuiperubahan gambaran inflamasi pankreas pada mencit
hiperglikemia yang diinduksi streptozotocin.
1.5 Kerangka Pikir Penelitian
Hiperglikemi yang diinduksi STZ akan menyebabkan reaksi inflamasi
pada isled sel β pankreas sehingga merusak sel beta pankreas. Pemberian ekstrak
etanol buah labu siam yang mengandung flavonoid akan menurunkan kadar
Interleukin 6. Hubungan antara variabel-variabel tersebut, ditunjukkan pada
Gambar 1.1.
Variabel bebas
Variabel terikat
Parameter
Induksi Streptozotocin
60 mg/kg BB
( Park dan Han, 2012,
Firdous, 2012)
Ekstrak
Etanol
buah Labu Siam
(Firdous,2012)
Tikus hiperglikemia
(KGD >250mg/dl
(Firdous,2012)
Gambar 1.1 Kerangka pikir penelitian
Glukometer:
Pemeriksaan
KGD : mg/dl
Kadar
interleukin 6
(IL-6) :pg/ml
Gambaran histopatologis
pankreas :diameter (µm)
>100μm; Abnormal