Aktivitas Antifertilitas Ekstrak Etanol Daun Jambu Biji (Psidium Guajava L.) Berdasarkan Analisis Semen Dan Tampilan Imunohistokimia Cyclooxygenase-2 Pada Testis Mencit (Mus Musculus L.)
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pertumbuhan penduduk Indonesia yang semakin meningkat setiap
tahunnya belum dapat teratasi dengan baik, sehingga menimbulkan kekhawatiran
karena tidak seimbang dengan peningkatan kesejahteraan rakyat. Berdasarkan
data BPSRI, jumlah penduduk dari tahun 1980 – 2010 mengalami peningkatan,
sehingga Program Keluarga Berencana semakin dianjurkan kepada masyarakat.
Program Keluarga Berencana (KB) sebagai bagian dari pembangunan nasional
yang merupakan salah satu cara untuk merencanakan dan mengatur jarak
kelahiran.
Penggunaan kontrasepsi merupakan salah satu cara untuk menghambat
atau menunda kehamilan dalam rangka perencanaan kehamilan, pembatasan
jumlah anak, menghindari resiko medis dari kehamilan, serta sebagai program
pemerintah untuk mengendalikan jumlah populasi. Sejak kontrasepsi ada, yang
berperan aktif hanya wanita saja. Kontrasepsi yang tersedia bagi wanita mulai dari
yang bersifat hormonal, seperti pil, suntikan atau depo yang ditanam di bawah
kulit, maupun IUD (intra uterine device) yang diletakkan di dalam rahim.
Kontrasepsi dengan cara operasi pembuntuan saluran ovum (tubektomi) yang
digunakan bagi wanita yang yakin untuk tidak hamil lagi. Kondom bagi wanita
juga sudah disediakan untuk melengkapi alat kontrasepsi wanita (Handayani,
2007).
Sementara itu alat kontrasepsi bagi kaum pria masih sangat terbatas,
seperti kondom, vasektomi, coitus interuptus yang sangat sulit dilaksanakan dan
tidak efektif serta tidak efisien. Untuk penyediaan pil masih sangat minim dan
masih dilakukan penelitian. Obat kontrasepsi bekerja bagi pria berdasarkan tiga
lokasi, yaitu pretestikuler, testikuler, dan protestikuler. Infertilitas pada pria
diperoleh dengan cara analisis semen, yakni rendahnya persentase motilitas dan
jumlah sperma, perubahan warna, pH, dan morfologi sperma (Nakada et al.,
2006). Kontrasepsi bagi pria penting karena pria selalu dalam keadaan subur dan
memproduksi jumlah sperma yang cukup besar. Oleh karena itu, alat kontrasepsi
bagi pria perlu dikembangkan sehingga keterlibatan pria dalam program KB
semakin nyata.
Dalam usaha memberi pelayanan kepada masyarakat berbagai macam
metode kontrasepsi telah ditawarkan, metode kontrasepsi yang ditawarkan harus
ideal. Kontrasepsi yang ideal harus memenuhi beberapa syarat-syarat sebagai
berikut: 1) dapat dipercaya; 2) tidak menimbulkan efek yang mengganggu
kesehatan; 3) daya kerjanya dapat diatur menurut kebutuhan (reversibel); 4) tidak
menimbulkan gangguan sewaktu coitus; 5) tidak memerlukan motivasi terus
menerus; 6) mudah pelaksanaannya; 7) murah harganya sehingga dapat dijangkau
oleh seluruh lapisan masyarakat (Yulianti, 2012).
Salah satu cara yang dapat dilakukan adalah mendayakan penggunaan
kontrasepsi dari bahan alami. Tumbuhan – tumbuhan yang digunakan sebagai
kontrasepsi
mengandung
senyawa-senyawa
yang
bersifat
antifertilitas,
antiesterogenik, dan antiimplantasi baik terhadap pria, wanita, maupun untuk
keduanya. Dari penelitian terhadap tumbuhan – tumbuhan tersebut, ternyata
banyak diantaranya mengandung alkaloid, flavonoid, isoflavonoid, triterpenoid,
xanthon, quinon, steroid, tanin, saponin dan minyak atsiri (Joschi, 2011).
Meski berasal dari tumbuh-tumbuhan (bahan alam) yang relatif sedikit
efek samping, penggunaan kontrasepsi alami tetaplah harus hati-hati. Sebab,
senyawa-senyawa yang berperan sebagai kontrasepsi dapat juga memberikan efek
negatif jika pemakaian berlebihan dan tidak terkontrol. Tidak semua tanaman
aman digunakan untuk satu tujuan tertentu. Satu tumbuhan bisa mengandung
puluhan, bahkan ratusan, senyawa kimia dengan beragam aktivitas biologis,
khasiat dan kegunaan, sehingga dosis akan mempengaruhi intensitas khasiat yang
diinginkan dan efek yang tidak diinginkan.
Daun jambu biji merupakan tumbuhan yang sering dikonsumsi oleh
masyarakat sebagai antidiare, obat disentri, radang usus, gangguan pencernaan
dan dapat digunakan sebagai antibakterial. Namun untuk pengetahuan masyarakat
dan penelitian bahwa daun jambu biji dapat digunakan sebagai bahan kontrasepsi
masih kurang. Daun tanaman jambu biji selain mengandung tanin, juga
mengandung zat lain, seperti asam ursolat, asam lat, asam guajaverin, minyak
atsiri, alkaloid, kuersetin
yang termasuk golongan flavonoid, saponin,
triterpenoid, dan vitamin (Belawarna,2012; Rosidah, 2012).
Flavonoid dapat menghambat enzim aromatase yaitu enzim yang berfungsi
mengkatalis konversi androgen menjadi estrogen yang akan meningkatkan
hormon testosteron, yang mana tingginya konsentrasi hormon testosteron akan
berumpan balik ke hipofisis yaitu tidak melepaskan FSH (Follicle Stimulating
Hormon) dan LH (Luteinizing Hormon) (Wienarno & Sundari 1997). Kuersetin,
termasuk senyawa flavonoid yang mempunyai fungsi menghambat fusi membran
gamet landak laut saat terjadi fertilisasi. Kuersetin juga menghambat aktivitas
hialuronidase sehingga spermatozoa tidak dapat menembus kumulus menjelang
fertilisasi (Ariani, 2008).
Alkaloid dapat mempengaruhi sekresi hormon reproduksi yang diperlukan
untuk berlangsungnya proses spermatogenesis. Minyak atsiri bekerja tidak pada
proses
spermatogenesis,
tetapi
pada
transportasi
sperma.
Tanin
dapat
menggumpalkan sperma sehingga menurunkan motilitas dan daya hidup sperma
(Wien, 2007). Saponin dalam siklus sel dapat menghambat pembentukan Bcl-2
yang terlalu tinggi, menginduksi caspase 3 yang diekspresikan terlalu rendah,
meningkatkan ekspresi p53 dan memicu G1 cell cycle arrest. Saponin bekerja
pada proses spermatogenesis (Raju, 2004).
Spermatogenesis merupakan proses
yang kompleks dimulai dari
proliferasi sel germinal dan pematangan spermatogonia menjadi spermatozoa.
Selama spermatogenesis, apoptosis (kematian sel terprogram) memainkan peran
penting untuk menghilangkan sel-sel germinal yang cacat atau membawa mutasi
DNA. Pada proses fisiologi ini dapat disregulasi sehingga apoptosis sel germinal
dapat menyebabkan infertilitas pria (Hadi, 2011).
Penelitian pada tingkat molekuler menyebutkan bahwa infertilitas pria
berhubungan dengan gangguan pada DNA mitokondria (mtDNA) dan apoptosis.
Sel germinal pada mitokondria normal diperlukan untuk spermatogenesis
mamalia, dan gangguan pada mtDNA menyebabkan infertilitas pria. Kerusakan
DNA pada fase awal perkembangan sperma ternyata berkaitan dengan rendahnya
kualitas sperma, rendahnya tingkat kemampuan fertilisasi (Hadi, 2011).
Kerusakan DNA pada fase perkembangan sperma menyebabkan aktivitas
dari enzim cyclooksigenase-2 (COX-2) pada sel germinal meningkat. Enzim
cyclooksigenase (COX) merupakan enzim yang mengkatalisis pembentukan
prostaglandin, suatu mediator inflamasi, produk metabolisme asam arakidonat.
Enzim COX terdiri dari 2 isoenzim, yaitu COX-1 dan COX-2. Enzim COX-1
bersifat konstitutif untuk memelihara fisiologi normal dan homeostatis, sedangkan
COX-2 merupakan enzim yang terinduksi pada sel yang mengalami inflamasi
(Leahy, 2000).
Frungieri et al (2007) mengidentifikasi ekspresi COX-2 pada testis
menunjukkan gangguan spermatogenesis. Pada penelitian terbaru juga telah
menunjukkan dampak COX-2 dalam regulasi fungsi testis dan kesuburan pria.
Enzim COX-2 mungkin memiliki relevansi biologis dalam patogenesis, dan
pemeliharaan infertilitas laki-laki, serta dapat dijadikan penanda molekuler
tambahan untuk diagnosis gangguan infertilitas pria (Perrotta, 2012).
Beberapa penelitian telah melaporkan bahwa pemberian daun jambu biji
(Psidium guajava L.) berpengaruh terhadap penurunan jumlah spermatozoa,
penurunan kecepatan spermatozoa, dan peningkatan morfologi abnormal
spermatozoa tikus putih jantan (Hartini, 2011). Penelitian yang dilakukan
Khitiyatul Arifah (2006) menunjukkan penurunan jumlah sel spermatozoa. Hasil
penelitian yang dilakukan oleh Ariani, Sri Retno dkk (2008) menunjukkan efek
antiimplantasi pada tikus putih.
Peran cyclooxygenase-2 dalam organ reproduksi pria masih sangat kurang
diteliti dan ada beberapa laporan yang menunjukkan bahwa COX-2 mungkin
memiliki efek pada spermatogenesis. Berdasarkan hal di atas peneliti ingin
mengetahui apakah pemberian ekstrak etanol daun jambu biji memberikan efek
antifertilitas berdasarkan pemeriksaan analisis semen dan meneliti peran enzim
cyclooksigenase-2 (COX-2) dalam testis mencit (Mus musculus L.)
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan hal-hal tersebut di atas, maka rumusan masalah ini adalah:
1. Apakah ekstrak etanol daun jambu biji (Psidium guajava L.) memiliki
potensi sebagai antifertilitas berdasarkan pengamatan analisis semen
(motilitas, morfologi, viabilitas, konsentrasi) spermatozoa mencit?
2. Pada rentang dosis berapa ekstrak etanol daun jambu biji (Psidium
guajava L.) memiliki potensi sebagai antifertilitas?
3. Apakah ekstrak etanol daun jambu biji (Psidium guajava L.)
meningkatkan aktivitas enzim cyclooksigenase-2 (COX-2) pada testis
mencit yang infertil?
1.3 Tujuan Penelitian
1.3.1
Tujuan Umum
Mengetahui pengaruh pemberian ekstrak etanol daun jambu biji (Psidium
guajava L.) sebagai antifertilitas berdasarkan pemeriksaan analisis semen dan
tampilan imunohistokimia aktivitas enzim cyclooksigenase-2 (COX-2) pada testis
mencit.
1.3.2
Tujuan Khusus
1. Menganalis semen yang meliputi konsentrasi, motilitas, morfologi, dan
viabilitas dengan dan tanpa ekstrak etanol daun jambu biji (Psidium
guajava L.).
2. Menghitung ekspresi enzim cyclooksigenase-2 (COX-2) pada testis
mencit dengan dan tanpa ekstrak etanol daun jambu biji (Psidium
guajava L.).
3. Menentukan dosis ekstrak etanol daun jambu biji (Psidium guajava
L.). yang tepat dijadikan sebagai bahan antifertilitas.
1.4 Manfaat Penelitian
Hasil penelitian ini diharapkan dapat:
1. memberikan informasi dalam bidang kesehatan tentang potensi daun
jambu biji (Psidium guajava L.) sebagai alat kontrasepsi pria.
2. memberikan informasi mengenai penggunaan daun jambu biji (Psidium
guajava L.) untuk waktu yang cukup lama akan berpengaruh terhadap
reproduksi.
3. digunakan untuk penelitian selanjutnya.
1.5 Hipotesis Penelitian
Pemberian ekstrak etanol daun jambu biji (Psidium guajava L.) dapat
menurunkan
kualitas
spermatozoa
dan
cyclooksigenase-2 (COX-2) pada testis mencit.
meningkatkan
ekspresi
enzim
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pertumbuhan penduduk Indonesia yang semakin meningkat setiap
tahunnya belum dapat teratasi dengan baik, sehingga menimbulkan kekhawatiran
karena tidak seimbang dengan peningkatan kesejahteraan rakyat. Berdasarkan
data BPSRI, jumlah penduduk dari tahun 1980 – 2010 mengalami peningkatan,
sehingga Program Keluarga Berencana semakin dianjurkan kepada masyarakat.
Program Keluarga Berencana (KB) sebagai bagian dari pembangunan nasional
yang merupakan salah satu cara untuk merencanakan dan mengatur jarak
kelahiran.
Penggunaan kontrasepsi merupakan salah satu cara untuk menghambat
atau menunda kehamilan dalam rangka perencanaan kehamilan, pembatasan
jumlah anak, menghindari resiko medis dari kehamilan, serta sebagai program
pemerintah untuk mengendalikan jumlah populasi. Sejak kontrasepsi ada, yang
berperan aktif hanya wanita saja. Kontrasepsi yang tersedia bagi wanita mulai dari
yang bersifat hormonal, seperti pil, suntikan atau depo yang ditanam di bawah
kulit, maupun IUD (intra uterine device) yang diletakkan di dalam rahim.
Kontrasepsi dengan cara operasi pembuntuan saluran ovum (tubektomi) yang
digunakan bagi wanita yang yakin untuk tidak hamil lagi. Kondom bagi wanita
juga sudah disediakan untuk melengkapi alat kontrasepsi wanita (Handayani,
2007).
Sementara itu alat kontrasepsi bagi kaum pria masih sangat terbatas,
seperti kondom, vasektomi, coitus interuptus yang sangat sulit dilaksanakan dan
tidak efektif serta tidak efisien. Untuk penyediaan pil masih sangat minim dan
masih dilakukan penelitian. Obat kontrasepsi bekerja bagi pria berdasarkan tiga
lokasi, yaitu pretestikuler, testikuler, dan protestikuler. Infertilitas pada pria
diperoleh dengan cara analisis semen, yakni rendahnya persentase motilitas dan
jumlah sperma, perubahan warna, pH, dan morfologi sperma (Nakada et al.,
2006). Kontrasepsi bagi pria penting karena pria selalu dalam keadaan subur dan
memproduksi jumlah sperma yang cukup besar. Oleh karena itu, alat kontrasepsi
bagi pria perlu dikembangkan sehingga keterlibatan pria dalam program KB
semakin nyata.
Dalam usaha memberi pelayanan kepada masyarakat berbagai macam
metode kontrasepsi telah ditawarkan, metode kontrasepsi yang ditawarkan harus
ideal. Kontrasepsi yang ideal harus memenuhi beberapa syarat-syarat sebagai
berikut: 1) dapat dipercaya; 2) tidak menimbulkan efek yang mengganggu
kesehatan; 3) daya kerjanya dapat diatur menurut kebutuhan (reversibel); 4) tidak
menimbulkan gangguan sewaktu coitus; 5) tidak memerlukan motivasi terus
menerus; 6) mudah pelaksanaannya; 7) murah harganya sehingga dapat dijangkau
oleh seluruh lapisan masyarakat (Yulianti, 2012).
Salah satu cara yang dapat dilakukan adalah mendayakan penggunaan
kontrasepsi dari bahan alami. Tumbuhan – tumbuhan yang digunakan sebagai
kontrasepsi
mengandung
senyawa-senyawa
yang
bersifat
antifertilitas,
antiesterogenik, dan antiimplantasi baik terhadap pria, wanita, maupun untuk
keduanya. Dari penelitian terhadap tumbuhan – tumbuhan tersebut, ternyata
banyak diantaranya mengandung alkaloid, flavonoid, isoflavonoid, triterpenoid,
xanthon, quinon, steroid, tanin, saponin dan minyak atsiri (Joschi, 2011).
Meski berasal dari tumbuh-tumbuhan (bahan alam) yang relatif sedikit
efek samping, penggunaan kontrasepsi alami tetaplah harus hati-hati. Sebab,
senyawa-senyawa yang berperan sebagai kontrasepsi dapat juga memberikan efek
negatif jika pemakaian berlebihan dan tidak terkontrol. Tidak semua tanaman
aman digunakan untuk satu tujuan tertentu. Satu tumbuhan bisa mengandung
puluhan, bahkan ratusan, senyawa kimia dengan beragam aktivitas biologis,
khasiat dan kegunaan, sehingga dosis akan mempengaruhi intensitas khasiat yang
diinginkan dan efek yang tidak diinginkan.
Daun jambu biji merupakan tumbuhan yang sering dikonsumsi oleh
masyarakat sebagai antidiare, obat disentri, radang usus, gangguan pencernaan
dan dapat digunakan sebagai antibakterial. Namun untuk pengetahuan masyarakat
dan penelitian bahwa daun jambu biji dapat digunakan sebagai bahan kontrasepsi
masih kurang. Daun tanaman jambu biji selain mengandung tanin, juga
mengandung zat lain, seperti asam ursolat, asam lat, asam guajaverin, minyak
atsiri, alkaloid, kuersetin
yang termasuk golongan flavonoid, saponin,
triterpenoid, dan vitamin (Belawarna,2012; Rosidah, 2012).
Flavonoid dapat menghambat enzim aromatase yaitu enzim yang berfungsi
mengkatalis konversi androgen menjadi estrogen yang akan meningkatkan
hormon testosteron, yang mana tingginya konsentrasi hormon testosteron akan
berumpan balik ke hipofisis yaitu tidak melepaskan FSH (Follicle Stimulating
Hormon) dan LH (Luteinizing Hormon) (Wienarno & Sundari 1997). Kuersetin,
termasuk senyawa flavonoid yang mempunyai fungsi menghambat fusi membran
gamet landak laut saat terjadi fertilisasi. Kuersetin juga menghambat aktivitas
hialuronidase sehingga spermatozoa tidak dapat menembus kumulus menjelang
fertilisasi (Ariani, 2008).
Alkaloid dapat mempengaruhi sekresi hormon reproduksi yang diperlukan
untuk berlangsungnya proses spermatogenesis. Minyak atsiri bekerja tidak pada
proses
spermatogenesis,
tetapi
pada
transportasi
sperma.
Tanin
dapat
menggumpalkan sperma sehingga menurunkan motilitas dan daya hidup sperma
(Wien, 2007). Saponin dalam siklus sel dapat menghambat pembentukan Bcl-2
yang terlalu tinggi, menginduksi caspase 3 yang diekspresikan terlalu rendah,
meningkatkan ekspresi p53 dan memicu G1 cell cycle arrest. Saponin bekerja
pada proses spermatogenesis (Raju, 2004).
Spermatogenesis merupakan proses
yang kompleks dimulai dari
proliferasi sel germinal dan pematangan spermatogonia menjadi spermatozoa.
Selama spermatogenesis, apoptosis (kematian sel terprogram) memainkan peran
penting untuk menghilangkan sel-sel germinal yang cacat atau membawa mutasi
DNA. Pada proses fisiologi ini dapat disregulasi sehingga apoptosis sel germinal
dapat menyebabkan infertilitas pria (Hadi, 2011).
Penelitian pada tingkat molekuler menyebutkan bahwa infertilitas pria
berhubungan dengan gangguan pada DNA mitokondria (mtDNA) dan apoptosis.
Sel germinal pada mitokondria normal diperlukan untuk spermatogenesis
mamalia, dan gangguan pada mtDNA menyebabkan infertilitas pria. Kerusakan
DNA pada fase awal perkembangan sperma ternyata berkaitan dengan rendahnya
kualitas sperma, rendahnya tingkat kemampuan fertilisasi (Hadi, 2011).
Kerusakan DNA pada fase perkembangan sperma menyebabkan aktivitas
dari enzim cyclooksigenase-2 (COX-2) pada sel germinal meningkat. Enzim
cyclooksigenase (COX) merupakan enzim yang mengkatalisis pembentukan
prostaglandin, suatu mediator inflamasi, produk metabolisme asam arakidonat.
Enzim COX terdiri dari 2 isoenzim, yaitu COX-1 dan COX-2. Enzim COX-1
bersifat konstitutif untuk memelihara fisiologi normal dan homeostatis, sedangkan
COX-2 merupakan enzim yang terinduksi pada sel yang mengalami inflamasi
(Leahy, 2000).
Frungieri et al (2007) mengidentifikasi ekspresi COX-2 pada testis
menunjukkan gangguan spermatogenesis. Pada penelitian terbaru juga telah
menunjukkan dampak COX-2 dalam regulasi fungsi testis dan kesuburan pria.
Enzim COX-2 mungkin memiliki relevansi biologis dalam patogenesis, dan
pemeliharaan infertilitas laki-laki, serta dapat dijadikan penanda molekuler
tambahan untuk diagnosis gangguan infertilitas pria (Perrotta, 2012).
Beberapa penelitian telah melaporkan bahwa pemberian daun jambu biji
(Psidium guajava L.) berpengaruh terhadap penurunan jumlah spermatozoa,
penurunan kecepatan spermatozoa, dan peningkatan morfologi abnormal
spermatozoa tikus putih jantan (Hartini, 2011). Penelitian yang dilakukan
Khitiyatul Arifah (2006) menunjukkan penurunan jumlah sel spermatozoa. Hasil
penelitian yang dilakukan oleh Ariani, Sri Retno dkk (2008) menunjukkan efek
antiimplantasi pada tikus putih.
Peran cyclooxygenase-2 dalam organ reproduksi pria masih sangat kurang
diteliti dan ada beberapa laporan yang menunjukkan bahwa COX-2 mungkin
memiliki efek pada spermatogenesis. Berdasarkan hal di atas peneliti ingin
mengetahui apakah pemberian ekstrak etanol daun jambu biji memberikan efek
antifertilitas berdasarkan pemeriksaan analisis semen dan meneliti peran enzim
cyclooksigenase-2 (COX-2) dalam testis mencit (Mus musculus L.)
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan hal-hal tersebut di atas, maka rumusan masalah ini adalah:
1. Apakah ekstrak etanol daun jambu biji (Psidium guajava L.) memiliki
potensi sebagai antifertilitas berdasarkan pengamatan analisis semen
(motilitas, morfologi, viabilitas, konsentrasi) spermatozoa mencit?
2. Pada rentang dosis berapa ekstrak etanol daun jambu biji (Psidium
guajava L.) memiliki potensi sebagai antifertilitas?
3. Apakah ekstrak etanol daun jambu biji (Psidium guajava L.)
meningkatkan aktivitas enzim cyclooksigenase-2 (COX-2) pada testis
mencit yang infertil?
1.3 Tujuan Penelitian
1.3.1
Tujuan Umum
Mengetahui pengaruh pemberian ekstrak etanol daun jambu biji (Psidium
guajava L.) sebagai antifertilitas berdasarkan pemeriksaan analisis semen dan
tampilan imunohistokimia aktivitas enzim cyclooksigenase-2 (COX-2) pada testis
mencit.
1.3.2
Tujuan Khusus
1. Menganalis semen yang meliputi konsentrasi, motilitas, morfologi, dan
viabilitas dengan dan tanpa ekstrak etanol daun jambu biji (Psidium
guajava L.).
2. Menghitung ekspresi enzim cyclooksigenase-2 (COX-2) pada testis
mencit dengan dan tanpa ekstrak etanol daun jambu biji (Psidium
guajava L.).
3. Menentukan dosis ekstrak etanol daun jambu biji (Psidium guajava
L.). yang tepat dijadikan sebagai bahan antifertilitas.
1.4 Manfaat Penelitian
Hasil penelitian ini diharapkan dapat:
1. memberikan informasi dalam bidang kesehatan tentang potensi daun
jambu biji (Psidium guajava L.) sebagai alat kontrasepsi pria.
2. memberikan informasi mengenai penggunaan daun jambu biji (Psidium
guajava L.) untuk waktu yang cukup lama akan berpengaruh terhadap
reproduksi.
3. digunakan untuk penelitian selanjutnya.
1.5 Hipotesis Penelitian
Pemberian ekstrak etanol daun jambu biji (Psidium guajava L.) dapat
menurunkan
kualitas
spermatozoa
dan
cyclooksigenase-2 (COX-2) pada testis mencit.
meningkatkan
ekspresi
enzim