Gambaran Histopatologi Organ Hati Dan Ginjal Pada Tikus Model Diabetes Dengan Pemberian Ekstrak Etanol Biji Mahoni (Swietenia Mahagoni Jacq.).
GAMBARAN HISTOPATOLOGI ORGAN HATI DAN GINJAL
PADA TIKUS MODEL DIABETES DENGAN PEMBERIAN
EKSTRAK ETANOL BIJI MAHONI (Swietenia mahagoni Jacq.)
ANDI PRASTIAWAN
FAKULTAS KEDOKTERAN HEWAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Gambaran
Histopatologi Organ Hati dan Ginjal pada Tikus Model Diabetes dengan
Pemberian Ekstrak Etanol Biji Mahoni (Swietenia Mahagoni Jacq.) adalah benar
karya saya dengan mengarah dari dosen pembimbing dan belum diajukan dalam
bentuk apapun kepada perguruan tinggi manapun. Sumber informasi yang berasal
atau di kutip dari karya yang di terbitkan maupun tidak di terbitkan dari penulis
lain setelah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di
bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada
Institut Pertanian Bogor.
Bogor, September 2015
Andi Prastiawan
NIM B04110098
ABSTRAK
ANDI PRASTIAWAN. Gambaran Histopatologi Organ Hati dan Ginjal
pada Tikus Model Diabetes dengan Pemberian Ekstrak Etanol Biji Mahoni
(Swietenia mahagoni Jacq.). Dibimbing oleh TUTIK WRESDIYATI dan
MAWAR SUBANGKIT.
Swietenia Mahagoni Jacq yang dikenal dengan mahoni adalah tanaman
obat yang banyak digunakan dalam mengobati berbagai penyakit, termasuk
diabetes melitus. Tujuan penelitian ini adalah mengamati gambaran histopatologi
pada organ hati dan ginjal tikus model diabetes dengan pemberian ekstrak etanol
biji mahoni (Swietenia mahagoni Jacq.). Penelitian ini menggunakan 25 ekor tikus
yang dibagi dalam 5 kelompok. Kelompok 1 sebagai kelompok kontrol negatif
(K-), nondiabetes melitus (DM), tanpa pemberian ekstrak etanol biji mahoni.
Kelompok 2 sebagai kelompok kontrol positif (K+)/kelompok DM tanpa
pemberian ekstrak. Kelompok 3 sebagai kelompok DM dengan pemberian ekstrak
(EM). Kelompok 4 sebagai kelompok DM dengan pemberian acarbose (KO).
Kelompok 5 sebagai kelompok nondiabetes dengan pemberian ekstrak (KE).
Pemberian ekstrak etanol biji mahoni dilakukan secara peroral dengan dosis 500
mg/kgBB/hari. Perlakuan DM dibuat dengan menggunakan induksi aloksan (110
mg/kgBB). Perlakuan dilakukan selama 28 hari. Hati dan ginjal di ambil pada
akhir perlakuan dengan melakukan anastesi pada tikus. Jaringan kemudian di
proses menggunakan standard paraffin embedding method dan pewarnaan
Hematoksilin Eosin (HE). Pengamatan histopatologi berdasarkan terjadinya
degenerasi hidropis, degenerasi lemak, karyomegali, piknosis, dan nekrosa sel
disekitar vena porta sel hepatosit dan sel tubulus proksimal. Hasil menunjukan
terjadi kerusakan ringan jaringan hati dan ginjal pada tikus diabetes dengan
pemberian ekstrak. Hasil lain juga menunjukan persentase fungsional sitoplasma
jaringan hati sebesar 73, 25 % pada tikus diabetes dengan perlakuan ekstrak.
Kata kunci: diabetes melitus, ginjal, hati, histopatologi, mahoni
ABSTRACT
ANDI PRASTIAWAN. Histopathological Study of Liver and Kidney in the
Experimental Diabetes Rats Treated with Ethanolic Mahogany Seed Extract
(Swietenia mahagoni Jacq.). Supervised by TUTIK WRESDIYATI and MAWAR
SUBANGKIT.
Swietenia mahagoni Jacq. known as mahoni, is widely used as herbal
medical plant to treat various disesase, including diabetes mellitus. The objectives
of this research are to observe histopathological evidence in the liver and kidney
of the experimental diabetes rats treated with ethanolic mahogany seed extract
(Swietenia mahagoni jacq.). This research used 25 male rats that were divided into
5 groups. Group 1 as a negative control group (K-), non diabetes mellitus (DM),
that was not treated with the extract. Group 2 as a positive control group (K+)/
DM group that was not treated with the extract. Group 3 as a DM group that was
treated with the extract (EM). Group 4 as a DM group that was treated with the
acarbose (KO). Group 5 as a non DM group that was administered with ethanolic
mahogany seed extract. The ethanolic mahogany seed extract was orally
administered in dose 500 mg/kg BW/days. The addition of DM was obtained by
alloxan induction (110 mg/kgBW). The treatments were done for 28 days.The
liver and kidney were collected at the end of the treatment after the rats were
anasthetized. The tissues than were processed using standard paraffin embedding
methode and hematoxylin-eosin (HE) staining. Histopathological observation
based on occured hydropic degeneration, lipid degeneration, karyomegalic,
pyknotic and necrosa in the nucleus cells surround portal vein hepatocyte cell and
proximal tubuli cell. The results showed minor damage in the liver and kidney
tissue of the diabetic rats treated with the extract. The results also showed 73, 25%
functional cytoplasmic liver tissue in the diabetic rats treated with the extract.
Keywords: diabetes mellitus, histopathology, kidney, liver, mahogany
GAMBARAN HISTOPATOLOGI ORGAN HATI DAN GINJAL
PADA TIKUS MODEL DIABETES DENGAN PEMBERIAN
EKSTRAK ETANOL BIJI MAHONI (Swietenia mahagoni Jacq.)
ANDI PRASTIAWAN
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Kedokteran Hewan
pada
Fakultas Kedokteran Hewan
FAKULTAS KEDOKTERAN HEWAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah subhanahu wa ta’ala atas
segala karunia Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Judul
penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Oktober 2014 sampai Juni 2015 ini
adalah Gambaran Histopatologi Organ Hati dan Ginjal pada Tikus Model
Diabetes dengan Pemberian Ekstrak Etanol Biji Mahoni (Swietenia mahagoni
Jacq.). Penyusunan skripsi ini dilakukan sebagai salah satu syarat untuk
mendapatkan gelar sebagai sarjana Kedokteran Hewan pada Fakultas Kedokteran
Hewan, Institut Pertanian Bogor.
Terimakasih penulis sampaikan kepada Prof. Drh Tutik Wresdiyati, PhD,
PAVet. dan Drh Mawar Subangkit, MSi selaku dosen pembimbing yang selalu
memberikan motivasi dan pengarahan dalam penulisan skripsi. Terimakasih
penulis sampaikan kepada Dr Drh Setyo Widodo selaku pembimbing akademik
yang telah memberi bimbingan kepada penulis. Terimakasih kepada Direktorat
Jenderal Pendidikan Tinggi yang telah mendanai penelitian ini melalui Skim
Penelitian Unggulan Perguruan Tinggi Penelitian Dasar untuk Bagian dengan
nomor kontrak 281/IT3.41.2/L2/SPK/2013 atas nama Prof. Drh Tutik Wresdiyati,
PhD PAVet.
Ungkapan terimakasih kepada Bapak Iwan serta seluruh tim mahoni
Bagian Histologi. Terimaksih juga penulis sampaikan kepada Bapak Ngadiyo, Ibu
Tri Kodaryati, Sulis Tyowati atas dukungan, motivasi dan semangat yang
diberikan. Terimakasih kepada beasiswa BIDIK MISI sehingga penulis bisa
menyelesaikan kuliah di Fakultas Kedokteran Hewan IPB, dan teman teman An
Nahl FKH IPB yang telah memberikan semangat dan bantuan kepada penulis.
Terimakasih kepada keluarga besar (Dyah, Elda, Ita, Luthfy, Ganglion 48, Fausta
48, Sengked City) serta pihak yang telah memberikan banyak bantuan dan
dukungan kepada penulis
Penulis mengetahui bahwa karya ini belum sempurna, sehingga bimbingan
dan arahan yang membangun sangat diharapkan demi hasil penelitian yang lebih
baik. Penulis ucapkan terima kasih kepada pihak yang mendukung dan
memberikan arahan kepada penulis. Semoga penulis dapat menghasilkan skripsi
yang bermanfaat khususnya bagi penulis, umumnya bagi pembaca.
Bogor, September 2015
Andi Prastiawan
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
vi
DAFTAR GAMBAR
vi
DAFTAR LAMPIRAN
vi
PENDAHULUAN
1
Latar Belakang
1
Tujuan Penelitian
2
Manfaat Penelitian
2
TINJAUAN PUSTAKA
2
Diabetes Melitus
2
Mahoni (Swietenia mahagoni Jacq.)
3
METODE PENELITIAN
5
Waktu dan Tempat Penelitian
5
Bahan
5
Alat
5
Prosedur penelitian
5
Analisis data
7
HASIL DAN PEMBAHASAN
Gambaran Pengamatan mikroskopi hati
Gambaran Pengamatan mikroskopi ginjal
SIMPULAN DAN SARAN
7
7
11
12
Simpulan
12
Saran
12
DAFTAR PUSTAKA
13
RIWAYAT HIDUP
16
DAFTAR TABEL
1 Tabel 1 Pembagian kelompok perlakuan
2 Tabel 2 Hasil rata-rata skoring pengamatan perubahan sel dan
persentase fungsional sitoplasma disekitar vena porta hati.
3 Tabel 3 Hasil rata-rata skoring perubahan sel pada tubulus proksimal
ginjal
6
8
11
DAFTAR GAMBAR
1 Gambar 1 Biji mahoni (Swietenia mahagoni Jacq.)
2 Gambar 2 Histologi organ hati
3 Gambar 3 Histologi organ ginjal
4
8
11
PENDAHULUAN
Latar belakang
Diabetes melitus (DM) merupakan penyakit metabolisme yang ditandai
dengan peningkatan kadar glukosa dalam darah yang melebihi kadar normal
(hiperglikemia) akibat kegagalan sekresi insulin, aktivitas insulin atau keduanya
(American Diabetes Associaton 2008). Defisiensi sekresi insulin dapat
mengakibatkan glukosa dalam darah tidak dapat masuk ke dalam sel, sehingga sel
melakukan penguraian (glukoneogenesis) dari sumber energi lain seperti melalui
lemak, protein, dan gula otot. Konsisten kadar glukosa darah yang tinggi dapat
menyebabkan penyakit serius yang mempengaruhi jantung, pembuluh darah, mata,
ginjal, dan saraf. Indonesia merupakan salah satu negara berkembang yang
menempati urutan ke-7 terbesar penderita diabetes setelah China, India, Amerika,
Brazil, Rusia, dan Meksiko dengan jumlah penderita 8.5 juta penderita diabetes
pada tahun 2013 (International Diabetes Federation 2013). Temuan tersebut
semakin membuktikan bahwa penyakit diabetes melitus merupakan masalah
kesehatan yang sangat serius. Menurut Soewondo et al. (2013), data survei
nasional Indonesia menunjukkan bahwa pada tahun 2007 prevalensi diabetes
adalah 5.7%, dimana lebih dari 70% kasus yang tidak terdiagnosa dengan
komplikasi yang paling sering diidentifikasi adalah diabetic neuropathy.
Penelitian eksplorasi tanaman herbal sebagai kandidat bahan baku obat
antidiabetes banyak dilakukan. Penelitian ini menggunakan ekstrak etanol biji
mahoni (Swietenia mahagoni Jacq.) sebagai bahan dalam menurunkan kadar
glukosa dalam darah. Tumbuhan tersebut menghasilkan metabolit sekunder
dengan struktur molekul dan aktivitas biologi yang beraneka ragam yang memiliki
potensi yang sangat baik untuk dikembangkan menjadi obat berbagai penyakit.
Ekstrak etanol biji mahoni mengandung senyawa flavonoid, saponin (Wresdiyati
et al. 2015), alkaloid, antraquinones, cardiac glikosida, dan volatil oil (Bhurat et
al. 2011). Ekstrak biji mahoni banyak dimanfaatkan sebagai obat tradisional untuk
pengobatan hipertensi, diabetes, malaria, amoebiasis, batuk, parasitisme usus,
antibakteri, astrigensia, depurativa, dan purgativa (Rahman et al. 2008; Sahgal et
al. 2009). Senyawa aktif ektrak biji mahoni seperti flavonoid dan saponin dapat
menurunkan kadar glukosa darah dengan menghambat aktivitas dari enzim alfaglukosidase di usus halus (Wresdiyati et al. 2015). Menurut Debasis et al. (2010),
potensial kerja dari ekstrak Swietenia mahagoni terdapat 2 cara yaitu sebagai
insulinotropik dan aktivitas antioksidan. Tujuan utama dari pengobatan adalah
untuk menurunkan kadar glukosa darah dalam kisaran normal, serta untuk
mencegah atau menunda komplikasi gejala diabetes.
Menurut Saputri (2014), tingkat toksisitas dengan nilai LD50 ekstrak etanol
biji mahoni pada tikus putih adalah 7.998 g/kg BB dan termasuk dalam kategori
toksik ringan. Pengguanaan biji mahoni dalam pengobatan diabetes melitus masih
perlu diteliti lebih lanjut terkait tingkat toksisitas pada organ akibat senyawa yang
terdapat dalam ekstrak etanol biji mahoni. Hati dan ginjal merupakan organ dalam
tubuh yang berfungsi sebagai organ detoksifikasi. Ginjal merupakan organ
ekskresi utama yang berperan untuk mengeluarkan toksikan. Oleh karena itu, hati
dan ginjal menjadi organ sasaran utama dari efek toksik.
2
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan mengetahui gambaran histopatologi dari organ hati
dan ginjal tikus jantan diabetes melitus dengan pemberian ekstrak etanol biji
mahoni (Swietenia mahagoni Jacq.).
Manfaat Penelitian
Penelitian ini diharapkan dapat memberikan manfaat di bidang toksikologi
dan patologi, khususnya mengetahui gambaran organ hati dan ginjal terkait
tingkat keamanan penggunaan ekstrak etanol biji mahoni sebagai pertimbangan
tanaman obat dalam penggunaannya sebagai antidiabetes.
TINJAUAN PUSTAKA
Diabetes Melitus
Diabetes melitus (DM) merupakan penyakit metabolisme yang ditandai
dengan peningkatan kadar glukosa dalam darah yang melebihi kadar normal
(hiperglikemia) akibat kegagalan sekresi insulin, aktivitas insulin atau keduanya
(American Diabetes Associaton 2008). Kondisi diabetes melitus tersebut ditandai
dengan hiperglikemia kronik dan menyebabkan terjadinya gangguan metabolisme
karbohidrat, lemak, dan protein. Efek diabetes melitus meliputi kerusakan
disfungsi jangka panjang, dan kegagalan berbagai organ (WHO 2015).
Menurut American Diabetes Association (2008), secara klinis diabetes
melitus dibedakan menjadi diabetes melitus tipe 1 dan diabetes tipe 2. Diabetes
melitus tipe 1 atau Insulin Dependen Diabetes Melitus (IDDM) adalah suatu
penyakit autoimun yang ditandai dengan rusaknya sel-sel beta pankreas penghasil
insulin pada pankreas dengan produksi insulin ada atau tidak ada sama sekali
seperti pada juvenil diabetik. Hal ini terjadi karena ada reaksi autoimun berupa
reaksi peradangan pada sel beta. Diabetes tipe 1 terjadi pada usia anak-anak atau
remaja akibat dari keturunan dan terjadi 5-10 % dari jumlah penderita diabetes
melitus.
Diabetes tipe 2 atau Non Insulin Dependen Diabetes Melitus (NIDDM)
ditandai dengan konsentrasi insulin dapat normal atau berkurang hal ini dapat
terjadi karena kebutuhan insulin tidak dapat dipenuhi oleh sel beta pankreas.
Penderita NIDDM terdapat kadar insulin lebih tinggi akan tetapi karena ada
gangguan pada reseptor insulin, maka transpor glukosa ke dalam sel terganggu
akibatnya kadar glukosa darah akan terus meningkat. Perbedaan diabetes melitus
tipe 2 dengan tipe satu adalah kadar gulanya yang tinggi dengan kadar insulinnya
normal, keadaan ini yang disebut resisten terhadap insulin. Diabetes melitus tipe 2
sering terjadi pada umur tua dan obesitas. Diabetes melitus tipe 2 terjadi sekitar
90-95 % dari jumlah penderita diabetes melitus (American Diabetes Association
2008).
3
Prevalensi diabetes untuk semua umur penduduk dunia diperkirakan
meningkat 55 % dengan jumlah penderita diabetes diproyeksikan meningkat dari
382 juta di tahun 2013 menjadi 592 juta penderita di tahun 2035. Indonesia
merupakan salah satu negara berkembang yang menempati urutan ke-7 terbesar
penderita diabetes setelah China, India, Amerika, Brazil, Rusia, dan Meksiko
dengan jumlah penderita 8.5 juta penderita diabetes pada tahun 2013
( International Diabetes Federation 2013).
Perkembangan penggunaan anjing dan kucing sebagai hewan kesayangan
semakin meningkat. Sekitar 70-78 juta anjing dan kucing 74-86 juta terdapat di
Amerika serikat. Peningkatan penggunaan hewan anjing dan kujing berkorelasi
dengan peningkatan penyakit pada hewan tersebut. Diabetes pada anjing dan
kucing merupakan salah satu penyakit yang sering di temui. Penyakit diabetes
pada kucing dan anjing di laporkan mengalami peningkatan 32 % pada anjing dan
16 % pada kucing sejak 2006 (American Human Association Survey 2012).
Kejadian diabetes pada anjing dan kucing disebabkan oleh kehilangan atau
disfungsi dari sel beta pankreas. Anjing dan kucing merupakan hewan yang
cenderung kehilangan sel beta lebih cepat dan progresif, biasanya karena immune
mediated destruction atau pankreatitis. Kehilangan atau disfungsi sel beta juga
dapat disebabkan oleh resistensi insulin, amiloidosis, atau pankreatitis kronis
(Rucinsky et al. 2010). Kejadian diabetes pada anjing biasanya terjadi antara umur
5 dan 12 tahun. Keturunan merupakan faktor risiko yang dicurigai seperti anjing
Australia terrier, Beagle, Samoyed, Boxer, German Shepherd, Tibetan Terrier dan
Caim terrier (Catchpole et al. 2005; Rucinsky et al. 2010).
Diabetes melitus biasanya terjadi akibat gangguan endokrin yang ditandai
dengan hiperglikemia dan glukosuria yang akan berakibat polidipsia, poliuria, dan
penurunan berat badan. Diabetes melitus juga dapat berpengaruh terhadap
komplikasi gangguan pembuluh darah (makroangiopati) yang dapat menyebabkan
kerusakan pada ginjal, mata dan syaraf. Faktor yang menyebabkan terjadinya
diabetes antara lain, keturuanan (autoimun), obesitas, pola makan yang tidak sehat,
malnutrisi, gangguan toleransi glukosa, dan obat obatan yang dapat merusak
produksi insulin seperti steroid dan progestin. Faktor lain yang dapat menjadi
faktor resiko diabetes seperti, pankreatitis, penggunaan obat, akromegali pada
kucing, dan hiperadrenocorticism pada anjing (Catchpole et al. 2005).
Mahoni (Swietenia mahagoni Jacq.)
Swietenia mahagoni Jacq. atau dikenal dengan mahoni adalah salah satu
tumbuhan dari famili meliaceae yang tumbuh banyak di Indonesia. Mahoni
banyak digunakan sebagai tanaman obat atau ethnomedical (Majid et al. 2004).
Bagian tanaman yang sering digunakan sebagai obat adalah kulit dan biji. Mahoni
merupakan tumbuhan tinggi yang dapat mencapai ketinggian 30 meter dengan
kulit tumbuhan berwarna abu-abu halus pada umur muda, beralih ke bersisik
gelap coklat kemerahan pada tumbuhan tua. Kapsul biji mahoni berwarna coklat
muda berdiri tegak dengan panjang sekitar cm 4-5 cm dan mempunyai 5 katup
membelah ke atas dari dasar. Mahoni hidup di lingkungan tropis dengan suhu
berkisar 16-32 ºC dengan variasi curah hujan 1250-2500 mm (Orwa 2009).
4
Biji mahoni mengandung senyawa flavonoid, saponin (Wresdiyati et al.
2015), alkaloid, antraquinones, cardiac glikosida, dan volatil oil (Bhurat et al.
2011). Ekstrak metanol biji mahoni banyak dimanfaatkan sebagai obat tradisional
untuk pengobatan hipertensi, diabetes, malaria, amoebiasis, batuk, parasitisme
usus (Sahgal et al. 2010), antibakteri, astrigensia, depurativa dan purgativa
(Rahman et al. 2008).
Berikut merupakan klasifikasi Swietenia mahagoni Jacq. (ITIS 2015):
Kingdom
: Plantae
Subkingdom : Viridipleantae
Superdivisi : Spermatophyta
Divisi
: Magnoliophyta
Subdivisi
: Spermatophytina
Kelas
: Magnoliopsida
Superordo
: Rosanae
Ordo
: Sapindales
Family
: Meliaceae
Genus
: Swietenia Jacq.
Spesies
: Swietenia mahagoni Jacq.
Gambar 1 Biji mahoni (Swietenia mahagoni Jacq.)
(Sumber : Mehrhoff 2008)
Senyawa aktif biji mahoni yaitu flavonoid dapat menghambat aktivitas dari
enzim alfa-glukosidase. Flavonoid merupakan senyawa fenol yang banyak
dimiliki oleh tanaman dan berfungsi sebagai inhibitor enzim alfa-glukosidase.
Flavonoid agen potensial yang digunakan untuk terapi diabetes melitus karena
secara relevan inhibitor enzim alfa-glukosidase mengurangi pencernaan
karbohidrat kompleks dan absorbsinya, sehingga dapat mengurangi peningkatan
kadar glukosa (Pereira et al. 2011). Senyawa saponin juga teridentifikasi pada
ekstrak biji mahoni yang dapat digunakan sebagai antihiperglikemik. Mekanisme
kerja dari saponin yaitu mencegah pengosongan lambung dan mencegah
peningkatan uptake glukosa pada membran brush border di intestinal. Saponin
juga bekerja untuk mencegah penyerapan glukosa dengan cara mencegah
transport glukosa menuju brush border intestinal di usus halus yang merupakan
tempat penyerapan glukosa (Yoshikawa dan Matsuda 2006). Ekstrak etanol biji
mahoni secara in vitro dapat menghambat enzim alfa-glukosidase dan secara in
vivo berefek hipoglikemik pada tikus hiperglikemik induksi sukrosa (Wresdiyati
et al. 2015).
5
METODOLOGI PENELITIAN
Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian dilakukan di Unit Pengelolaan Hewan Laboratorium (UPHL)
Fakultas Kedokteran Hewan; Laboratorium Histologi, Departemen Anatomi
Fisiologi dan Farmakologi; Laboratorium Histopatologi, Departmen Klinik
Reproduksi dan Patologi, Fakultas Kedokteran Hewan, Institut Pertanian Bogor.
Penelitian ini dilakasanankan pada bulan Oktober 2014 hingga Juni 2015.
Bahan
Bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah ekstrak etanol biji mahoni,
tikus jantan galur Sprague Dawley, etanol 96%, akuades, NaCl 0.9%, etanol 70%,
etanol 80%, etanol 90%, etanol 95%, etanol absolut, xylene, parafin, pewarna
hematoxylin dan eosin, Bouin, aloksan, dan acarbose.
Alat
Alat yang digunakan pada penelitian ini adalah tissue basket, toples,
skalpel, tissue embedding console, balok kayu, mikrotom, gelas objek, gelas
penutup, mikroskop cahaya, inkubator, kulkas, penangas air, hotplate, kamera
digital, glukometer, ImageJ, dan Microsoft Excel 2007.
Prosedur Penelitian
Persiapan Hewan Coba
Hewan coba yang digunakan adalah tikus jantan galur Sprague Dawley.
Hewan uji berasal dari Unit Pengelolaan Hewan Laboratorium (UPHL) Fakultas
Kedokteran Hewan, Institut Pertanian Bogor. Tikus jantan yang digunakan
berumur 10-12 minggu dengan bobot rata rata 150-200 gram. Tikus percobaan
diadaptasikan selama 2 minggu dalam kandang kelompok agar dapat
menyesuaikan diri dengan lingkungannya. Kandang tikus ditempatkan pada
ruangan yang dilengkapi dengan exhauster untuk mengurangi penumpukan gas
amonia. Kandang terbuat dari plastik yang ditutup dengan kawat. Dasar kandang
dialasi dengan serbuk kayu yang diganti setiap 2 hari sekali. Pemberian pakan dan
minum diberikan secara ad libitum. Kondisi diabetes dibuat dengan induksi
aloksan dengan dosis 110 mg/kgBB secara intraperitoneal (IP). Dosis pemberian
ekstrak etanol biji mahoni adalah 500 mg/kgBB/hari. Kadar glukosa darah diukur
dua hari setelah induksi aloksan. Tikus dengan kadar glukosa darah diatas 200
mg/dL3 dinyatakan menderita diabetes melitus.
6
Metodologi Penelitian
Jenis rancangan penelitian ini adalah Rancangan Acak Lengkap (RAL),
dengan jumlah tikus yang digunakan sebanyak 25 ekor, yang dibagi secara acak
menjadi 5 kelompok perlakuan (Tabel 1).
Tabel 1 Pembagian kelompok perlakuan
Kelompok perlakuan
Perlakuan uji
Kontrol negatif (K-)
Non DM + Akuades
Kontrol Positif (K+)
DM + Akuades
Perlakuan Ekstrak (EM)
DM + Ekstrak etanol biji mahoni 500 mg/kgBB/hari
Kontrol Obat (KO)
DM + Acarbose 2 mg/kgBB/hari
Kontrol Ekstrak (KE)
NonDM + Ekstrak etanol biji mahoni 500 mg/kgBB/hari
Keterangan: DM: Diabetes melitus, EM: Ekstrak mahoni
Perlakuan dilakukan selama 28 hari dan pada hari ke-29 tikus dikorbankan
dengan dianastesi menggunakan kombinasi ketamin 75 mg/kgBB dan xylazine 8
mg/kgBB. Selanjutnya dilakukan nekropsi untuk pengambilan sampel organ hati
dan ginjal. Organ tersebut kemudian dicuci menggunakan NaCl 0.9%. Sampel
tersebut kemudian difiksasi dengan bouin selama 24 jam, dan selanjutnya diproses
menjadi sediaan histopatologi dengan pewarnaan Hematoxylin dan Eosin (HE).
Pembuatan Preparat Histologi
Organ hati dan ginjal tikus percobaan difiksasi dengan Bouin selama 24 jam.
Selanjutnya dimasukan kedalam larutan etanol 70% sebagai stoping point.
Tahapan pembuatan preparat histologi adalah triming yaitu pemotongan organ
dengan ukuran ± 0.5 x 0.5 cm2 dan dimasukkan dalam tissue basket. Selanjutnya
adalah processing tissue yaitu dimulai dengan proses dehidrasi dalam larutan
etanol konsentrasi bertingkat 70 %, 80%, 90%, 95% dan perendaman pada larutan
alkohol absolut I, II, III masing-masing selama 1 jam. Kemudian dilakukan
penjernihan (clearing) pada larutan xylene I, II, III masing-masing selama satu
jam. Tahap selanjutnya adalah infiltrasi parafin yaitu jaringan direndam dengan
parafin cair I, II, dan III dalam inkubator 58 ºC masing-masing selama satu jam.
Tahap embedding atau pengeblokan kemudian dilakukan dengan memasukkan
jaringan ke dalam cetakan berisi parafin cair. Jaringan kemudian didinginkan
hingga mengeras dalam suhu kamar sehingga terbentuk blok parafin. Penyayatan
(section) dilakukan dengan memasang blok parafin dalam holder, kemudian
dipotong tipis dengan menggunakan pisau mikrotom setebal 4 µm. Hasil potongan
berbentuk pita tipis diletakkan di atas air dingin. Sediaan kemudian dipilih dan
diangkat dari permukaaan air menggunakan gelas objek kemudian diletakkan
diatas penangas air pada suhu 45 ºC. Kemudian sediaan di keringkan dalam suhu
ruang dan selanjutnya disimpan dalam inkubator bersuhu 37 ºC.
Pewarnaan (Hematoxylin dan Eosin)
Tahap pewarnaan dimulai dengan tahap deparafinisasi menggunakan xylene
III, II, I selama 2 menit dan tahap rehidrasi menggunakan etanol bertingkat
7
(absolut III, absolut II, absolut I, 96%, 80%, 70%) masing-masing 2 menit.
Kemudian dicuci dengan air kran selama 10 menit dan stoping point
menggunakan akuades selama 5 menit. Preparat jaringan kemudian ditetesi
dengan pewarna Hematoxylin selama 4 menit kemudian dibilas dengan air kran
selama 10 menit dan akuades selama 10 menit. Tahap selanjutnya dilakukan
pewarnaan Eosin selama dua menit dan dicuci dengan akuades. Selanjutnya
sediaan dilakukan dehidrasi dengan mencelupkan ke dalam etanol 70%, 80%,
90%, 95%, etanol absolut I, II, III selama 5 detik dan xylene I, II, III selama 1
menit. Kemudian preparat di mounting dengan gelas penutup.
Analisis Data
Data pengamatan gambaran histopatologi hati dan ginjal dijelaskan dalam
deskriptif semi kuantifikatif dan skoring dengan skala 0 sampai 2. Skor 0
menyatakan tidak ada lesio pada organ (apoptosis). Skor 1 menyatakan terjadi
degenerasi hidropis, degenerasi lemak, karyomegali, dan piknosis. Skor 2
menyatakan terjadi nekrosa (karyoheksis/karyolisis). Pengamatan histopatologi
hati dilakukan pada sel hati disekitar vena porta. Pengamatan histopatologi ginjal
dilakukan pada inti sel tubuli proksimal. Setiap skor individu kemudian
dijumlahkan dan ditentukan rata rata kelompok untuk dibandingkan dengan
kontrol dan diidentifikasi lesio ringan, sedang, dan berat serta dideskripsikan.
Penilaian lain yang dilakukan pada hati dengan mengamati persentase fungsional
sitoplasma dengan menggunakan ImageJ dengan perbesaran 400 kali.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Gambaran mikroskopis hati
Ekstrak etanol biji mahoni merupakan kandidat obat herbal dalam
menurunkan kadar glukosa darah pada tikus hipoglikemik induksi sukrosa dengan
cara menghambat aktivitas enzim alfa glukosidase (Wresdiyati et al. 2015).
Umumnya penggunaan obat herbal memiliki efek samping akibat metabolisme
sekunder dari zat toksin yang terdapat dalam obat. Sekitar 70% darah dialirkan ke
hati melalui vena porta hepatika yang berasal dari limpa, lambung, usus dan
pankreas (Thoolen et al. 2010). Gambaran hasil pengamatan mikroskopik
perubahan sel hati dilakukan di sekitar vena porta hati. Hal ini disebabkan karena
lokasi tersebut merupakan paparan awal bahan toksik. Hati merupakan organ yang
memiliki fungsi dalam metabolisme karbohidrat, protein, kolesterol (lemak),
hemoglobin, obat, mengekskresikan metabolit empedu, dan detoksikasi
(Ramadori et al. 2008). Hasil pengamatan skoring dan persentase fungsi
sitoplasma disajikan dalam Tabel 2.
8
Tabel 2 Hasil rata-rata skoring pengamatan perubahan sel disekitar vena porta
hati dan persentase fungsional hati.
Skoring
Fungsional sitoplasma (%)
Kontrol negatif (K-)
Kontrol positif (K+)
Kelompok perlakuan
0.52
0.92
84.68
78.56
Perlakuan ekstrak (EM)
1.28
73.25
Kontrol obat (KO)
0.96
83.19
Kontrol ekstrak (KE)
1.20
74.23
Keterangan: *Rataan skor 0
PADA TIKUS MODEL DIABETES DENGAN PEMBERIAN
EKSTRAK ETANOL BIJI MAHONI (Swietenia mahagoni Jacq.)
ANDI PRASTIAWAN
FAKULTAS KEDOKTERAN HEWAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Gambaran
Histopatologi Organ Hati dan Ginjal pada Tikus Model Diabetes dengan
Pemberian Ekstrak Etanol Biji Mahoni (Swietenia Mahagoni Jacq.) adalah benar
karya saya dengan mengarah dari dosen pembimbing dan belum diajukan dalam
bentuk apapun kepada perguruan tinggi manapun. Sumber informasi yang berasal
atau di kutip dari karya yang di terbitkan maupun tidak di terbitkan dari penulis
lain setelah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di
bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada
Institut Pertanian Bogor.
Bogor, September 2015
Andi Prastiawan
NIM B04110098
ABSTRAK
ANDI PRASTIAWAN. Gambaran Histopatologi Organ Hati dan Ginjal
pada Tikus Model Diabetes dengan Pemberian Ekstrak Etanol Biji Mahoni
(Swietenia mahagoni Jacq.). Dibimbing oleh TUTIK WRESDIYATI dan
MAWAR SUBANGKIT.
Swietenia Mahagoni Jacq yang dikenal dengan mahoni adalah tanaman
obat yang banyak digunakan dalam mengobati berbagai penyakit, termasuk
diabetes melitus. Tujuan penelitian ini adalah mengamati gambaran histopatologi
pada organ hati dan ginjal tikus model diabetes dengan pemberian ekstrak etanol
biji mahoni (Swietenia mahagoni Jacq.). Penelitian ini menggunakan 25 ekor tikus
yang dibagi dalam 5 kelompok. Kelompok 1 sebagai kelompok kontrol negatif
(K-), nondiabetes melitus (DM), tanpa pemberian ekstrak etanol biji mahoni.
Kelompok 2 sebagai kelompok kontrol positif (K+)/kelompok DM tanpa
pemberian ekstrak. Kelompok 3 sebagai kelompok DM dengan pemberian ekstrak
(EM). Kelompok 4 sebagai kelompok DM dengan pemberian acarbose (KO).
Kelompok 5 sebagai kelompok nondiabetes dengan pemberian ekstrak (KE).
Pemberian ekstrak etanol biji mahoni dilakukan secara peroral dengan dosis 500
mg/kgBB/hari. Perlakuan DM dibuat dengan menggunakan induksi aloksan (110
mg/kgBB). Perlakuan dilakukan selama 28 hari. Hati dan ginjal di ambil pada
akhir perlakuan dengan melakukan anastesi pada tikus. Jaringan kemudian di
proses menggunakan standard paraffin embedding method dan pewarnaan
Hematoksilin Eosin (HE). Pengamatan histopatologi berdasarkan terjadinya
degenerasi hidropis, degenerasi lemak, karyomegali, piknosis, dan nekrosa sel
disekitar vena porta sel hepatosit dan sel tubulus proksimal. Hasil menunjukan
terjadi kerusakan ringan jaringan hati dan ginjal pada tikus diabetes dengan
pemberian ekstrak. Hasil lain juga menunjukan persentase fungsional sitoplasma
jaringan hati sebesar 73, 25 % pada tikus diabetes dengan perlakuan ekstrak.
Kata kunci: diabetes melitus, ginjal, hati, histopatologi, mahoni
ABSTRACT
ANDI PRASTIAWAN. Histopathological Study of Liver and Kidney in the
Experimental Diabetes Rats Treated with Ethanolic Mahogany Seed Extract
(Swietenia mahagoni Jacq.). Supervised by TUTIK WRESDIYATI and MAWAR
SUBANGKIT.
Swietenia mahagoni Jacq. known as mahoni, is widely used as herbal
medical plant to treat various disesase, including diabetes mellitus. The objectives
of this research are to observe histopathological evidence in the liver and kidney
of the experimental diabetes rats treated with ethanolic mahogany seed extract
(Swietenia mahagoni jacq.). This research used 25 male rats that were divided into
5 groups. Group 1 as a negative control group (K-), non diabetes mellitus (DM),
that was not treated with the extract. Group 2 as a positive control group (K+)/
DM group that was not treated with the extract. Group 3 as a DM group that was
treated with the extract (EM). Group 4 as a DM group that was treated with the
acarbose (KO). Group 5 as a non DM group that was administered with ethanolic
mahogany seed extract. The ethanolic mahogany seed extract was orally
administered in dose 500 mg/kg BW/days. The addition of DM was obtained by
alloxan induction (110 mg/kgBW). The treatments were done for 28 days.The
liver and kidney were collected at the end of the treatment after the rats were
anasthetized. The tissues than were processed using standard paraffin embedding
methode and hematoxylin-eosin (HE) staining. Histopathological observation
based on occured hydropic degeneration, lipid degeneration, karyomegalic,
pyknotic and necrosa in the nucleus cells surround portal vein hepatocyte cell and
proximal tubuli cell. The results showed minor damage in the liver and kidney
tissue of the diabetic rats treated with the extract. The results also showed 73, 25%
functional cytoplasmic liver tissue in the diabetic rats treated with the extract.
Keywords: diabetes mellitus, histopathology, kidney, liver, mahogany
GAMBARAN HISTOPATOLOGI ORGAN HATI DAN GINJAL
PADA TIKUS MODEL DIABETES DENGAN PEMBERIAN
EKSTRAK ETANOL BIJI MAHONI (Swietenia mahagoni Jacq.)
ANDI PRASTIAWAN
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Kedokteran Hewan
pada
Fakultas Kedokteran Hewan
FAKULTAS KEDOKTERAN HEWAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah subhanahu wa ta’ala atas
segala karunia Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Judul
penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Oktober 2014 sampai Juni 2015 ini
adalah Gambaran Histopatologi Organ Hati dan Ginjal pada Tikus Model
Diabetes dengan Pemberian Ekstrak Etanol Biji Mahoni (Swietenia mahagoni
Jacq.). Penyusunan skripsi ini dilakukan sebagai salah satu syarat untuk
mendapatkan gelar sebagai sarjana Kedokteran Hewan pada Fakultas Kedokteran
Hewan, Institut Pertanian Bogor.
Terimakasih penulis sampaikan kepada Prof. Drh Tutik Wresdiyati, PhD,
PAVet. dan Drh Mawar Subangkit, MSi selaku dosen pembimbing yang selalu
memberikan motivasi dan pengarahan dalam penulisan skripsi. Terimakasih
penulis sampaikan kepada Dr Drh Setyo Widodo selaku pembimbing akademik
yang telah memberi bimbingan kepada penulis. Terimakasih kepada Direktorat
Jenderal Pendidikan Tinggi yang telah mendanai penelitian ini melalui Skim
Penelitian Unggulan Perguruan Tinggi Penelitian Dasar untuk Bagian dengan
nomor kontrak 281/IT3.41.2/L2/SPK/2013 atas nama Prof. Drh Tutik Wresdiyati,
PhD PAVet.
Ungkapan terimakasih kepada Bapak Iwan serta seluruh tim mahoni
Bagian Histologi. Terimaksih juga penulis sampaikan kepada Bapak Ngadiyo, Ibu
Tri Kodaryati, Sulis Tyowati atas dukungan, motivasi dan semangat yang
diberikan. Terimakasih kepada beasiswa BIDIK MISI sehingga penulis bisa
menyelesaikan kuliah di Fakultas Kedokteran Hewan IPB, dan teman teman An
Nahl FKH IPB yang telah memberikan semangat dan bantuan kepada penulis.
Terimakasih kepada keluarga besar (Dyah, Elda, Ita, Luthfy, Ganglion 48, Fausta
48, Sengked City) serta pihak yang telah memberikan banyak bantuan dan
dukungan kepada penulis
Penulis mengetahui bahwa karya ini belum sempurna, sehingga bimbingan
dan arahan yang membangun sangat diharapkan demi hasil penelitian yang lebih
baik. Penulis ucapkan terima kasih kepada pihak yang mendukung dan
memberikan arahan kepada penulis. Semoga penulis dapat menghasilkan skripsi
yang bermanfaat khususnya bagi penulis, umumnya bagi pembaca.
Bogor, September 2015
Andi Prastiawan
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
vi
DAFTAR GAMBAR
vi
DAFTAR LAMPIRAN
vi
PENDAHULUAN
1
Latar Belakang
1
Tujuan Penelitian
2
Manfaat Penelitian
2
TINJAUAN PUSTAKA
2
Diabetes Melitus
2
Mahoni (Swietenia mahagoni Jacq.)
3
METODE PENELITIAN
5
Waktu dan Tempat Penelitian
5
Bahan
5
Alat
5
Prosedur penelitian
5
Analisis data
7
HASIL DAN PEMBAHASAN
Gambaran Pengamatan mikroskopi hati
Gambaran Pengamatan mikroskopi ginjal
SIMPULAN DAN SARAN
7
7
11
12
Simpulan
12
Saran
12
DAFTAR PUSTAKA
13
RIWAYAT HIDUP
16
DAFTAR TABEL
1 Tabel 1 Pembagian kelompok perlakuan
2 Tabel 2 Hasil rata-rata skoring pengamatan perubahan sel dan
persentase fungsional sitoplasma disekitar vena porta hati.
3 Tabel 3 Hasil rata-rata skoring perubahan sel pada tubulus proksimal
ginjal
6
8
11
DAFTAR GAMBAR
1 Gambar 1 Biji mahoni (Swietenia mahagoni Jacq.)
2 Gambar 2 Histologi organ hati
3 Gambar 3 Histologi organ ginjal
4
8
11
PENDAHULUAN
Latar belakang
Diabetes melitus (DM) merupakan penyakit metabolisme yang ditandai
dengan peningkatan kadar glukosa dalam darah yang melebihi kadar normal
(hiperglikemia) akibat kegagalan sekresi insulin, aktivitas insulin atau keduanya
(American Diabetes Associaton 2008). Defisiensi sekresi insulin dapat
mengakibatkan glukosa dalam darah tidak dapat masuk ke dalam sel, sehingga sel
melakukan penguraian (glukoneogenesis) dari sumber energi lain seperti melalui
lemak, protein, dan gula otot. Konsisten kadar glukosa darah yang tinggi dapat
menyebabkan penyakit serius yang mempengaruhi jantung, pembuluh darah, mata,
ginjal, dan saraf. Indonesia merupakan salah satu negara berkembang yang
menempati urutan ke-7 terbesar penderita diabetes setelah China, India, Amerika,
Brazil, Rusia, dan Meksiko dengan jumlah penderita 8.5 juta penderita diabetes
pada tahun 2013 (International Diabetes Federation 2013). Temuan tersebut
semakin membuktikan bahwa penyakit diabetes melitus merupakan masalah
kesehatan yang sangat serius. Menurut Soewondo et al. (2013), data survei
nasional Indonesia menunjukkan bahwa pada tahun 2007 prevalensi diabetes
adalah 5.7%, dimana lebih dari 70% kasus yang tidak terdiagnosa dengan
komplikasi yang paling sering diidentifikasi adalah diabetic neuropathy.
Penelitian eksplorasi tanaman herbal sebagai kandidat bahan baku obat
antidiabetes banyak dilakukan. Penelitian ini menggunakan ekstrak etanol biji
mahoni (Swietenia mahagoni Jacq.) sebagai bahan dalam menurunkan kadar
glukosa dalam darah. Tumbuhan tersebut menghasilkan metabolit sekunder
dengan struktur molekul dan aktivitas biologi yang beraneka ragam yang memiliki
potensi yang sangat baik untuk dikembangkan menjadi obat berbagai penyakit.
Ekstrak etanol biji mahoni mengandung senyawa flavonoid, saponin (Wresdiyati
et al. 2015), alkaloid, antraquinones, cardiac glikosida, dan volatil oil (Bhurat et
al. 2011). Ekstrak biji mahoni banyak dimanfaatkan sebagai obat tradisional untuk
pengobatan hipertensi, diabetes, malaria, amoebiasis, batuk, parasitisme usus,
antibakteri, astrigensia, depurativa, dan purgativa (Rahman et al. 2008; Sahgal et
al. 2009). Senyawa aktif ektrak biji mahoni seperti flavonoid dan saponin dapat
menurunkan kadar glukosa darah dengan menghambat aktivitas dari enzim alfaglukosidase di usus halus (Wresdiyati et al. 2015). Menurut Debasis et al. (2010),
potensial kerja dari ekstrak Swietenia mahagoni terdapat 2 cara yaitu sebagai
insulinotropik dan aktivitas antioksidan. Tujuan utama dari pengobatan adalah
untuk menurunkan kadar glukosa darah dalam kisaran normal, serta untuk
mencegah atau menunda komplikasi gejala diabetes.
Menurut Saputri (2014), tingkat toksisitas dengan nilai LD50 ekstrak etanol
biji mahoni pada tikus putih adalah 7.998 g/kg BB dan termasuk dalam kategori
toksik ringan. Pengguanaan biji mahoni dalam pengobatan diabetes melitus masih
perlu diteliti lebih lanjut terkait tingkat toksisitas pada organ akibat senyawa yang
terdapat dalam ekstrak etanol biji mahoni. Hati dan ginjal merupakan organ dalam
tubuh yang berfungsi sebagai organ detoksifikasi. Ginjal merupakan organ
ekskresi utama yang berperan untuk mengeluarkan toksikan. Oleh karena itu, hati
dan ginjal menjadi organ sasaran utama dari efek toksik.
2
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan mengetahui gambaran histopatologi dari organ hati
dan ginjal tikus jantan diabetes melitus dengan pemberian ekstrak etanol biji
mahoni (Swietenia mahagoni Jacq.).
Manfaat Penelitian
Penelitian ini diharapkan dapat memberikan manfaat di bidang toksikologi
dan patologi, khususnya mengetahui gambaran organ hati dan ginjal terkait
tingkat keamanan penggunaan ekstrak etanol biji mahoni sebagai pertimbangan
tanaman obat dalam penggunaannya sebagai antidiabetes.
TINJAUAN PUSTAKA
Diabetes Melitus
Diabetes melitus (DM) merupakan penyakit metabolisme yang ditandai
dengan peningkatan kadar glukosa dalam darah yang melebihi kadar normal
(hiperglikemia) akibat kegagalan sekresi insulin, aktivitas insulin atau keduanya
(American Diabetes Associaton 2008). Kondisi diabetes melitus tersebut ditandai
dengan hiperglikemia kronik dan menyebabkan terjadinya gangguan metabolisme
karbohidrat, lemak, dan protein. Efek diabetes melitus meliputi kerusakan
disfungsi jangka panjang, dan kegagalan berbagai organ (WHO 2015).
Menurut American Diabetes Association (2008), secara klinis diabetes
melitus dibedakan menjadi diabetes melitus tipe 1 dan diabetes tipe 2. Diabetes
melitus tipe 1 atau Insulin Dependen Diabetes Melitus (IDDM) adalah suatu
penyakit autoimun yang ditandai dengan rusaknya sel-sel beta pankreas penghasil
insulin pada pankreas dengan produksi insulin ada atau tidak ada sama sekali
seperti pada juvenil diabetik. Hal ini terjadi karena ada reaksi autoimun berupa
reaksi peradangan pada sel beta. Diabetes tipe 1 terjadi pada usia anak-anak atau
remaja akibat dari keturunan dan terjadi 5-10 % dari jumlah penderita diabetes
melitus.
Diabetes tipe 2 atau Non Insulin Dependen Diabetes Melitus (NIDDM)
ditandai dengan konsentrasi insulin dapat normal atau berkurang hal ini dapat
terjadi karena kebutuhan insulin tidak dapat dipenuhi oleh sel beta pankreas.
Penderita NIDDM terdapat kadar insulin lebih tinggi akan tetapi karena ada
gangguan pada reseptor insulin, maka transpor glukosa ke dalam sel terganggu
akibatnya kadar glukosa darah akan terus meningkat. Perbedaan diabetes melitus
tipe 2 dengan tipe satu adalah kadar gulanya yang tinggi dengan kadar insulinnya
normal, keadaan ini yang disebut resisten terhadap insulin. Diabetes melitus tipe 2
sering terjadi pada umur tua dan obesitas. Diabetes melitus tipe 2 terjadi sekitar
90-95 % dari jumlah penderita diabetes melitus (American Diabetes Association
2008).
3
Prevalensi diabetes untuk semua umur penduduk dunia diperkirakan
meningkat 55 % dengan jumlah penderita diabetes diproyeksikan meningkat dari
382 juta di tahun 2013 menjadi 592 juta penderita di tahun 2035. Indonesia
merupakan salah satu negara berkembang yang menempati urutan ke-7 terbesar
penderita diabetes setelah China, India, Amerika, Brazil, Rusia, dan Meksiko
dengan jumlah penderita 8.5 juta penderita diabetes pada tahun 2013
( International Diabetes Federation 2013).
Perkembangan penggunaan anjing dan kucing sebagai hewan kesayangan
semakin meningkat. Sekitar 70-78 juta anjing dan kucing 74-86 juta terdapat di
Amerika serikat. Peningkatan penggunaan hewan anjing dan kujing berkorelasi
dengan peningkatan penyakit pada hewan tersebut. Diabetes pada anjing dan
kucing merupakan salah satu penyakit yang sering di temui. Penyakit diabetes
pada kucing dan anjing di laporkan mengalami peningkatan 32 % pada anjing dan
16 % pada kucing sejak 2006 (American Human Association Survey 2012).
Kejadian diabetes pada anjing dan kucing disebabkan oleh kehilangan atau
disfungsi dari sel beta pankreas. Anjing dan kucing merupakan hewan yang
cenderung kehilangan sel beta lebih cepat dan progresif, biasanya karena immune
mediated destruction atau pankreatitis. Kehilangan atau disfungsi sel beta juga
dapat disebabkan oleh resistensi insulin, amiloidosis, atau pankreatitis kronis
(Rucinsky et al. 2010). Kejadian diabetes pada anjing biasanya terjadi antara umur
5 dan 12 tahun. Keturunan merupakan faktor risiko yang dicurigai seperti anjing
Australia terrier, Beagle, Samoyed, Boxer, German Shepherd, Tibetan Terrier dan
Caim terrier (Catchpole et al. 2005; Rucinsky et al. 2010).
Diabetes melitus biasanya terjadi akibat gangguan endokrin yang ditandai
dengan hiperglikemia dan glukosuria yang akan berakibat polidipsia, poliuria, dan
penurunan berat badan. Diabetes melitus juga dapat berpengaruh terhadap
komplikasi gangguan pembuluh darah (makroangiopati) yang dapat menyebabkan
kerusakan pada ginjal, mata dan syaraf. Faktor yang menyebabkan terjadinya
diabetes antara lain, keturuanan (autoimun), obesitas, pola makan yang tidak sehat,
malnutrisi, gangguan toleransi glukosa, dan obat obatan yang dapat merusak
produksi insulin seperti steroid dan progestin. Faktor lain yang dapat menjadi
faktor resiko diabetes seperti, pankreatitis, penggunaan obat, akromegali pada
kucing, dan hiperadrenocorticism pada anjing (Catchpole et al. 2005).
Mahoni (Swietenia mahagoni Jacq.)
Swietenia mahagoni Jacq. atau dikenal dengan mahoni adalah salah satu
tumbuhan dari famili meliaceae yang tumbuh banyak di Indonesia. Mahoni
banyak digunakan sebagai tanaman obat atau ethnomedical (Majid et al. 2004).
Bagian tanaman yang sering digunakan sebagai obat adalah kulit dan biji. Mahoni
merupakan tumbuhan tinggi yang dapat mencapai ketinggian 30 meter dengan
kulit tumbuhan berwarna abu-abu halus pada umur muda, beralih ke bersisik
gelap coklat kemerahan pada tumbuhan tua. Kapsul biji mahoni berwarna coklat
muda berdiri tegak dengan panjang sekitar cm 4-5 cm dan mempunyai 5 katup
membelah ke atas dari dasar. Mahoni hidup di lingkungan tropis dengan suhu
berkisar 16-32 ºC dengan variasi curah hujan 1250-2500 mm (Orwa 2009).
4
Biji mahoni mengandung senyawa flavonoid, saponin (Wresdiyati et al.
2015), alkaloid, antraquinones, cardiac glikosida, dan volatil oil (Bhurat et al.
2011). Ekstrak metanol biji mahoni banyak dimanfaatkan sebagai obat tradisional
untuk pengobatan hipertensi, diabetes, malaria, amoebiasis, batuk, parasitisme
usus (Sahgal et al. 2010), antibakteri, astrigensia, depurativa dan purgativa
(Rahman et al. 2008).
Berikut merupakan klasifikasi Swietenia mahagoni Jacq. (ITIS 2015):
Kingdom
: Plantae
Subkingdom : Viridipleantae
Superdivisi : Spermatophyta
Divisi
: Magnoliophyta
Subdivisi
: Spermatophytina
Kelas
: Magnoliopsida
Superordo
: Rosanae
Ordo
: Sapindales
Family
: Meliaceae
Genus
: Swietenia Jacq.
Spesies
: Swietenia mahagoni Jacq.
Gambar 1 Biji mahoni (Swietenia mahagoni Jacq.)
(Sumber : Mehrhoff 2008)
Senyawa aktif biji mahoni yaitu flavonoid dapat menghambat aktivitas dari
enzim alfa-glukosidase. Flavonoid merupakan senyawa fenol yang banyak
dimiliki oleh tanaman dan berfungsi sebagai inhibitor enzim alfa-glukosidase.
Flavonoid agen potensial yang digunakan untuk terapi diabetes melitus karena
secara relevan inhibitor enzim alfa-glukosidase mengurangi pencernaan
karbohidrat kompleks dan absorbsinya, sehingga dapat mengurangi peningkatan
kadar glukosa (Pereira et al. 2011). Senyawa saponin juga teridentifikasi pada
ekstrak biji mahoni yang dapat digunakan sebagai antihiperglikemik. Mekanisme
kerja dari saponin yaitu mencegah pengosongan lambung dan mencegah
peningkatan uptake glukosa pada membran brush border di intestinal. Saponin
juga bekerja untuk mencegah penyerapan glukosa dengan cara mencegah
transport glukosa menuju brush border intestinal di usus halus yang merupakan
tempat penyerapan glukosa (Yoshikawa dan Matsuda 2006). Ekstrak etanol biji
mahoni secara in vitro dapat menghambat enzim alfa-glukosidase dan secara in
vivo berefek hipoglikemik pada tikus hiperglikemik induksi sukrosa (Wresdiyati
et al. 2015).
5
METODOLOGI PENELITIAN
Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian dilakukan di Unit Pengelolaan Hewan Laboratorium (UPHL)
Fakultas Kedokteran Hewan; Laboratorium Histologi, Departemen Anatomi
Fisiologi dan Farmakologi; Laboratorium Histopatologi, Departmen Klinik
Reproduksi dan Patologi, Fakultas Kedokteran Hewan, Institut Pertanian Bogor.
Penelitian ini dilakasanankan pada bulan Oktober 2014 hingga Juni 2015.
Bahan
Bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah ekstrak etanol biji mahoni,
tikus jantan galur Sprague Dawley, etanol 96%, akuades, NaCl 0.9%, etanol 70%,
etanol 80%, etanol 90%, etanol 95%, etanol absolut, xylene, parafin, pewarna
hematoxylin dan eosin, Bouin, aloksan, dan acarbose.
Alat
Alat yang digunakan pada penelitian ini adalah tissue basket, toples,
skalpel, tissue embedding console, balok kayu, mikrotom, gelas objek, gelas
penutup, mikroskop cahaya, inkubator, kulkas, penangas air, hotplate, kamera
digital, glukometer, ImageJ, dan Microsoft Excel 2007.
Prosedur Penelitian
Persiapan Hewan Coba
Hewan coba yang digunakan adalah tikus jantan galur Sprague Dawley.
Hewan uji berasal dari Unit Pengelolaan Hewan Laboratorium (UPHL) Fakultas
Kedokteran Hewan, Institut Pertanian Bogor. Tikus jantan yang digunakan
berumur 10-12 minggu dengan bobot rata rata 150-200 gram. Tikus percobaan
diadaptasikan selama 2 minggu dalam kandang kelompok agar dapat
menyesuaikan diri dengan lingkungannya. Kandang tikus ditempatkan pada
ruangan yang dilengkapi dengan exhauster untuk mengurangi penumpukan gas
amonia. Kandang terbuat dari plastik yang ditutup dengan kawat. Dasar kandang
dialasi dengan serbuk kayu yang diganti setiap 2 hari sekali. Pemberian pakan dan
minum diberikan secara ad libitum. Kondisi diabetes dibuat dengan induksi
aloksan dengan dosis 110 mg/kgBB secara intraperitoneal (IP). Dosis pemberian
ekstrak etanol biji mahoni adalah 500 mg/kgBB/hari. Kadar glukosa darah diukur
dua hari setelah induksi aloksan. Tikus dengan kadar glukosa darah diatas 200
mg/dL3 dinyatakan menderita diabetes melitus.
6
Metodologi Penelitian
Jenis rancangan penelitian ini adalah Rancangan Acak Lengkap (RAL),
dengan jumlah tikus yang digunakan sebanyak 25 ekor, yang dibagi secara acak
menjadi 5 kelompok perlakuan (Tabel 1).
Tabel 1 Pembagian kelompok perlakuan
Kelompok perlakuan
Perlakuan uji
Kontrol negatif (K-)
Non DM + Akuades
Kontrol Positif (K+)
DM + Akuades
Perlakuan Ekstrak (EM)
DM + Ekstrak etanol biji mahoni 500 mg/kgBB/hari
Kontrol Obat (KO)
DM + Acarbose 2 mg/kgBB/hari
Kontrol Ekstrak (KE)
NonDM + Ekstrak etanol biji mahoni 500 mg/kgBB/hari
Keterangan: DM: Diabetes melitus, EM: Ekstrak mahoni
Perlakuan dilakukan selama 28 hari dan pada hari ke-29 tikus dikorbankan
dengan dianastesi menggunakan kombinasi ketamin 75 mg/kgBB dan xylazine 8
mg/kgBB. Selanjutnya dilakukan nekropsi untuk pengambilan sampel organ hati
dan ginjal. Organ tersebut kemudian dicuci menggunakan NaCl 0.9%. Sampel
tersebut kemudian difiksasi dengan bouin selama 24 jam, dan selanjutnya diproses
menjadi sediaan histopatologi dengan pewarnaan Hematoxylin dan Eosin (HE).
Pembuatan Preparat Histologi
Organ hati dan ginjal tikus percobaan difiksasi dengan Bouin selama 24 jam.
Selanjutnya dimasukan kedalam larutan etanol 70% sebagai stoping point.
Tahapan pembuatan preparat histologi adalah triming yaitu pemotongan organ
dengan ukuran ± 0.5 x 0.5 cm2 dan dimasukkan dalam tissue basket. Selanjutnya
adalah processing tissue yaitu dimulai dengan proses dehidrasi dalam larutan
etanol konsentrasi bertingkat 70 %, 80%, 90%, 95% dan perendaman pada larutan
alkohol absolut I, II, III masing-masing selama 1 jam. Kemudian dilakukan
penjernihan (clearing) pada larutan xylene I, II, III masing-masing selama satu
jam. Tahap selanjutnya adalah infiltrasi parafin yaitu jaringan direndam dengan
parafin cair I, II, dan III dalam inkubator 58 ºC masing-masing selama satu jam.
Tahap embedding atau pengeblokan kemudian dilakukan dengan memasukkan
jaringan ke dalam cetakan berisi parafin cair. Jaringan kemudian didinginkan
hingga mengeras dalam suhu kamar sehingga terbentuk blok parafin. Penyayatan
(section) dilakukan dengan memasang blok parafin dalam holder, kemudian
dipotong tipis dengan menggunakan pisau mikrotom setebal 4 µm. Hasil potongan
berbentuk pita tipis diletakkan di atas air dingin. Sediaan kemudian dipilih dan
diangkat dari permukaaan air menggunakan gelas objek kemudian diletakkan
diatas penangas air pada suhu 45 ºC. Kemudian sediaan di keringkan dalam suhu
ruang dan selanjutnya disimpan dalam inkubator bersuhu 37 ºC.
Pewarnaan (Hematoxylin dan Eosin)
Tahap pewarnaan dimulai dengan tahap deparafinisasi menggunakan xylene
III, II, I selama 2 menit dan tahap rehidrasi menggunakan etanol bertingkat
7
(absolut III, absolut II, absolut I, 96%, 80%, 70%) masing-masing 2 menit.
Kemudian dicuci dengan air kran selama 10 menit dan stoping point
menggunakan akuades selama 5 menit. Preparat jaringan kemudian ditetesi
dengan pewarna Hematoxylin selama 4 menit kemudian dibilas dengan air kran
selama 10 menit dan akuades selama 10 menit. Tahap selanjutnya dilakukan
pewarnaan Eosin selama dua menit dan dicuci dengan akuades. Selanjutnya
sediaan dilakukan dehidrasi dengan mencelupkan ke dalam etanol 70%, 80%,
90%, 95%, etanol absolut I, II, III selama 5 detik dan xylene I, II, III selama 1
menit. Kemudian preparat di mounting dengan gelas penutup.
Analisis Data
Data pengamatan gambaran histopatologi hati dan ginjal dijelaskan dalam
deskriptif semi kuantifikatif dan skoring dengan skala 0 sampai 2. Skor 0
menyatakan tidak ada lesio pada organ (apoptosis). Skor 1 menyatakan terjadi
degenerasi hidropis, degenerasi lemak, karyomegali, dan piknosis. Skor 2
menyatakan terjadi nekrosa (karyoheksis/karyolisis). Pengamatan histopatologi
hati dilakukan pada sel hati disekitar vena porta. Pengamatan histopatologi ginjal
dilakukan pada inti sel tubuli proksimal. Setiap skor individu kemudian
dijumlahkan dan ditentukan rata rata kelompok untuk dibandingkan dengan
kontrol dan diidentifikasi lesio ringan, sedang, dan berat serta dideskripsikan.
Penilaian lain yang dilakukan pada hati dengan mengamati persentase fungsional
sitoplasma dengan menggunakan ImageJ dengan perbesaran 400 kali.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Gambaran mikroskopis hati
Ekstrak etanol biji mahoni merupakan kandidat obat herbal dalam
menurunkan kadar glukosa darah pada tikus hipoglikemik induksi sukrosa dengan
cara menghambat aktivitas enzim alfa glukosidase (Wresdiyati et al. 2015).
Umumnya penggunaan obat herbal memiliki efek samping akibat metabolisme
sekunder dari zat toksin yang terdapat dalam obat. Sekitar 70% darah dialirkan ke
hati melalui vena porta hepatika yang berasal dari limpa, lambung, usus dan
pankreas (Thoolen et al. 2010). Gambaran hasil pengamatan mikroskopik
perubahan sel hati dilakukan di sekitar vena porta hati. Hal ini disebabkan karena
lokasi tersebut merupakan paparan awal bahan toksik. Hati merupakan organ yang
memiliki fungsi dalam metabolisme karbohidrat, protein, kolesterol (lemak),
hemoglobin, obat, mengekskresikan metabolit empedu, dan detoksikasi
(Ramadori et al. 2008). Hasil pengamatan skoring dan persentase fungsi
sitoplasma disajikan dalam Tabel 2.
8
Tabel 2 Hasil rata-rata skoring pengamatan perubahan sel disekitar vena porta
hati dan persentase fungsional hati.
Skoring
Fungsional sitoplasma (%)
Kontrol negatif (K-)
Kontrol positif (K+)
Kelompok perlakuan
0.52
0.92
84.68
78.56
Perlakuan ekstrak (EM)
1.28
73.25
Kontrol obat (KO)
0.96
83.19
Kontrol ekstrak (KE)
1.20
74.23
Keterangan: *Rataan skor 0