Uji Aktivitas Antioksidan Ekstrak Etanol Buah Andaliman (Zanthoxylum acanthopodium DC.) Terhadap Kadar Superoksida Dismutase (SOD) Pada Tikus
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Radikal bebas adalah suatu senyawa atau molekul yang mengandung satu
atau lebih elektron tidak berpasangan pada orbital luarnya. Adanya elektron yang
tidak berpasangan menyebabkan senyawa tersebut sangat reaktif mencari
pasangan dengan cara menyerang dan mengikat elektron molekul yang berada di
sekitarnya (Soeatmaji, 1998). Radikal bebas dihasilkan secara normal di dalam
tubuh oleh metabolisme sel, peradangan, atau ketika tubuh terpapar polusi
lingkungan (Kristanty, dkk., 2013). Jika produksi radikal bebas melebihi dari
kemampuan antioksidan intrasel untuk menetralkannya maka kelebihan radikal
bebas sangat potensial menyebabkan kerusakan sel. Sering kali kerusakan ini
disebut sebagai kerusakan oksidatif, yaitu kerusakan biomolekul penyusun sel
yang disebabkan oleh reaksinya dengan radikal bebas. Adanya peningkatan stress
oksidatif berdampak negatif pada beberapa komponen penyusun membran sel,
yaitu kerusakan pada lipid membran membentuk malonaldehida (MDA),
kerusakan protein, karbohidrat, dan DNA (Suarsana, dkk., 2013).
Kerusakan oksidatif yang diakibatkan oleh radikal bebas berimplikasi pada
berbagai kondisi patologis, yaitu kerusakan sel, jaringan, dan organ seperti hati,
ginjal, jantung, baik pada manusia maupun hewan. Kerusakan ini dapat berakhir
pada kematian sel sehingga terjadi percepatan timbulnya berbagai penyakit
degeneratif (Suarsana, dkk., 2013).
Universitas Sumatera Utara
Antioksidan
dibutuhkan
untuk
menetralisir
kerja
radikal
bebas.
Antioksidan merupakan senyawa yang dapat mencegah reaksi oksidasi dengan
cara memberikan elektronnya kepada molekul radikal bebas sehingga dapat
menghentikan
reaksi
berantai
yang
disebabkan
oleh
radikal
bebas
(Kumalaningsih, 2006).
Tubuh memiliki tiga enzim antioksidan intrasel atau antioksidan endogen,
yaitu superoksida dismutase (SOD), glutation peroksidase (GPx) dan katalase
(Cat). Antioksidan yang paling kritis yang mampu memperbaiki efek tekanan
(stress) oksidatif adalah enzim superoxide dismutase (SOD). Superoksida adalah
suatu radikal bebas yakni molekul yang memiliki elektron tidak berpasangan.
Oleh karena itu sangat reaktif dan reaktivitasnya dapat melukai molekul dalam
tubuh. Enzim SOD mengakatalisis perubahan superoksida (O2-) menjadi hidrogen
peroksida dan oksigen (Nurhayati, dkk., 2011).
Pada kondisi stres oksidatif terjadi produksi radikal bebas yang berlebihan.
Meningkatnya produksi radikal bebas di dalam tubuh dapat menurunkan enzimenzim antioksidan intrasel dan menyebabkan kerusakan sel. Oleh karena itu,
asupan antioksidan eksogen sangat penting, guna membantu kerja enzim
antioksidan intrasel untuk mencegah kerusakan sel (Suarsana, dkk., 2013).
Antioksidan dari luar dapat berupa antioksidan alami dan sintetik. Namun
berbagai macam antioksidan sintetik seperti butylated hydroxytoluene (BHT)
telah dilaporkan memiliki beberapa efek samping seperti kerusakan hati dan
mutagenesis. Oleh karena itu, diperlukan antioksidan alternatif yang memiliki
aktivitas lebih baik dan aman, yaitu dari bahan alami atau tumbuhan (Kristanty,
Universitas Sumatera Utara
dkk., 2013). Salah satu tumbuhan yang dapat dimanfaatkan sebagai antioksidan
adalah andaliman.
Andaliman (Zanthoxylum acanthopodium DC.) adalah salah satu tanaman
yang dikenal masyarakat Batak, tergolong tanaman liar dan merupakan tanaman
khas Propinsi Sumatera Utara yang belum banyak dimanfaatkan sebagai tanaman
obat (Tensiska, dkk., 2003). Bagian kulit kayu dan daun tanaman yang berasal
dari genus Zanthoxylum umumnya digunakan secara luas untuk mengobati
inflamasi dan rematik. Beberapa penelitian menunjukkan bahwa ekstrak buah
andaliman memiliki aktivitas antioksidan dan antiinflamasi. Aktivitas antiradikal
ekstrak etanol buah andaliman dengan konsentrasi 200 µg/mL menunjukkan daya
inhibisi 61,81%, memiliki aktivitas penghambatan xantin oksidase dengan nilai
IC50 pada ekstrak etil asetat 9,54 µg/mL; n-butanol 3,69 µg/mL dan metanol 4,03
µg/mL serta memiliki aktivitas antioksidan dengan metode DPPH pada ekstrak
petroleum eter 220,67 µg/mL; diklorometana 88,26 µg/mL; etilasetat 83,50
µg/mL; n-butanol 53,53 µg/mL; metanol 26,39 µg/mL (Kristanty, dkk., 2013), nheksana 349,72 µg/mL dan etanol 32, 19 µg/mL (Gultom, 2012).
Penelitian untuk mengetahui pengaruh ekstrak buah andaliman terhadap
aktivitas enzim superoksida dismutase (SOD) secara spektrofotometri pada darah
tikus belum ada dilakukan, oleh karena itu peneliti tertarik untuk mengetahui
efeknya terhadap aktivitas SOD pada tikus melalui pengukuran darah secara
spektrofotometri.
Universitas Sumatera Utara
1.2 Perumusan Masalah
Perumusan masalah dalam penelitian ini adalah :
a. apakah ekstrak etanol buah andaliman mampu meningkatkan aktivitas enzim
SOD?
b. apakah ekstrak etanol buah andaliman mampu mencegah kerusakan hati yang
disebabkan oleh doksorubisin?
c. apakah dengan meningkatnya dosis pemberian ekstrak etanol buah andaliman
akan meningkatkan aktivitas SOD pada darah tikus?
1.3 Hipotesis
Berdasarkan perumusan masalah di atas, maka hipotesis penelitian adalah
sebagai berikut:
a. ekstrak etanol buah andaliman mampu meningkatkan aktivitas enzim SOD.
b. ekstrak etanol buah andaliman mampu mencegah kerusakan hati yang
disebabkan oleh doksorubisin.
c. peningkatan
dosis
pemberian
ekstrak
etanol
buah
andaliman
akan
meningkatkan aktivitas SOD.
1.4 Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui:
a. kemampuan ekstrak etanol buah andaliman dalam meningkatkan aktivitas
enzim SOD.
b. kemampuan ekstrak etanol buah andaliman dalam mencegah kerusakan hati
yang disebabkan oleh doksorubisin.
c. pengaruh peningkatan dosis ekstrak etanol buah andaliman terhadap aktivitas
SOD
Universitas Sumatera Utara
1.5 Manfaat Penelitian
Manfaat dari penelitian ini adalah memberikan informasi tentang
kemampuan ekstrak etanol buah andaliman dalam meningkatkan aktivitas enzim
SOD sebagai salah satu antioksidan endogen.
1.6 Kerangka Pikir Penelitian
Pada penelitian ini terdapat dua variabel yaitu variabel bebas dan variabel
terikat. Sebagai variabel bebas yaitu, Ekstrak Etanol Buah Andaliman (EEBA)
dosis 75 mg/kg bb, Ekstrak Etanol Buah Andaliman (EEBA) dosis 150 mg/kg bb,
Ekstrak Etanol Buah Andaliman (EEBA) dosis 300 mg/kg bb, suspensi Na-CMC
1%, dan suspensi rutin 50 mg/kg bb. Variabel terikat adalah penurunan kadar
SOD pada darah tikus dan histologi hati tikus. Kerangka pikir penelitian ini dapat
dilihat pada Gambar 1.1.
Variabel Bebas
Variabel Terikat
EEBA Dosis
75, 150,300
mg/kg BB
Na-CMC 1 %
(kontrol)
Rutin Dosis
50 mg/kg BB
Parameter
Darah
Kadar
SOD
Nilai
absorbansi
Hati
tikus
Histol
ogi
- Nekrosis
- Steatosis
- Degenerasi
Hidropik
Tikus
betina
Gambar 1.1 Kerangka Pikir penelitian
Universitas Sumatera Utara
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Radikal bebas adalah suatu senyawa atau molekul yang mengandung satu
atau lebih elektron tidak berpasangan pada orbital luarnya. Adanya elektron yang
tidak berpasangan menyebabkan senyawa tersebut sangat reaktif mencari
pasangan dengan cara menyerang dan mengikat elektron molekul yang berada di
sekitarnya (Soeatmaji, 1998). Radikal bebas dihasilkan secara normal di dalam
tubuh oleh metabolisme sel, peradangan, atau ketika tubuh terpapar polusi
lingkungan (Kristanty, dkk., 2013). Jika produksi radikal bebas melebihi dari
kemampuan antioksidan intrasel untuk menetralkannya maka kelebihan radikal
bebas sangat potensial menyebabkan kerusakan sel. Sering kali kerusakan ini
disebut sebagai kerusakan oksidatif, yaitu kerusakan biomolekul penyusun sel
yang disebabkan oleh reaksinya dengan radikal bebas. Adanya peningkatan stress
oksidatif berdampak negatif pada beberapa komponen penyusun membran sel,
yaitu kerusakan pada lipid membran membentuk malonaldehida (MDA),
kerusakan protein, karbohidrat, dan DNA (Suarsana, dkk., 2013).
Kerusakan oksidatif yang diakibatkan oleh radikal bebas berimplikasi pada
berbagai kondisi patologis, yaitu kerusakan sel, jaringan, dan organ seperti hati,
ginjal, jantung, baik pada manusia maupun hewan. Kerusakan ini dapat berakhir
pada kematian sel sehingga terjadi percepatan timbulnya berbagai penyakit
degeneratif (Suarsana, dkk., 2013).
Universitas Sumatera Utara
Antioksidan
dibutuhkan
untuk
menetralisir
kerja
radikal
bebas.
Antioksidan merupakan senyawa yang dapat mencegah reaksi oksidasi dengan
cara memberikan elektronnya kepada molekul radikal bebas sehingga dapat
menghentikan
reaksi
berantai
yang
disebabkan
oleh
radikal
bebas
(Kumalaningsih, 2006).
Tubuh memiliki tiga enzim antioksidan intrasel atau antioksidan endogen,
yaitu superoksida dismutase (SOD), glutation peroksidase (GPx) dan katalase
(Cat). Antioksidan yang paling kritis yang mampu memperbaiki efek tekanan
(stress) oksidatif adalah enzim superoxide dismutase (SOD). Superoksida adalah
suatu radikal bebas yakni molekul yang memiliki elektron tidak berpasangan.
Oleh karena itu sangat reaktif dan reaktivitasnya dapat melukai molekul dalam
tubuh. Enzim SOD mengakatalisis perubahan superoksida (O2-) menjadi hidrogen
peroksida dan oksigen (Nurhayati, dkk., 2011).
Pada kondisi stres oksidatif terjadi produksi radikal bebas yang berlebihan.
Meningkatnya produksi radikal bebas di dalam tubuh dapat menurunkan enzimenzim antioksidan intrasel dan menyebabkan kerusakan sel. Oleh karena itu,
asupan antioksidan eksogen sangat penting, guna membantu kerja enzim
antioksidan intrasel untuk mencegah kerusakan sel (Suarsana, dkk., 2013).
Antioksidan dari luar dapat berupa antioksidan alami dan sintetik. Namun
berbagai macam antioksidan sintetik seperti butylated hydroxytoluene (BHT)
telah dilaporkan memiliki beberapa efek samping seperti kerusakan hati dan
mutagenesis. Oleh karena itu, diperlukan antioksidan alternatif yang memiliki
aktivitas lebih baik dan aman, yaitu dari bahan alami atau tumbuhan (Kristanty,
Universitas Sumatera Utara
dkk., 2013). Salah satu tumbuhan yang dapat dimanfaatkan sebagai antioksidan
adalah andaliman.
Andaliman (Zanthoxylum acanthopodium DC.) adalah salah satu tanaman
yang dikenal masyarakat Batak, tergolong tanaman liar dan merupakan tanaman
khas Propinsi Sumatera Utara yang belum banyak dimanfaatkan sebagai tanaman
obat (Tensiska, dkk., 2003). Bagian kulit kayu dan daun tanaman yang berasal
dari genus Zanthoxylum umumnya digunakan secara luas untuk mengobati
inflamasi dan rematik. Beberapa penelitian menunjukkan bahwa ekstrak buah
andaliman memiliki aktivitas antioksidan dan antiinflamasi. Aktivitas antiradikal
ekstrak etanol buah andaliman dengan konsentrasi 200 µg/mL menunjukkan daya
inhibisi 61,81%, memiliki aktivitas penghambatan xantin oksidase dengan nilai
IC50 pada ekstrak etil asetat 9,54 µg/mL; n-butanol 3,69 µg/mL dan metanol 4,03
µg/mL serta memiliki aktivitas antioksidan dengan metode DPPH pada ekstrak
petroleum eter 220,67 µg/mL; diklorometana 88,26 µg/mL; etilasetat 83,50
µg/mL; n-butanol 53,53 µg/mL; metanol 26,39 µg/mL (Kristanty, dkk., 2013), nheksana 349,72 µg/mL dan etanol 32, 19 µg/mL (Gultom, 2012).
Penelitian untuk mengetahui pengaruh ekstrak buah andaliman terhadap
aktivitas enzim superoksida dismutase (SOD) secara spektrofotometri pada darah
tikus belum ada dilakukan, oleh karena itu peneliti tertarik untuk mengetahui
efeknya terhadap aktivitas SOD pada tikus melalui pengukuran darah secara
spektrofotometri.
Universitas Sumatera Utara
1.2 Perumusan Masalah
Perumusan masalah dalam penelitian ini adalah :
a. apakah ekstrak etanol buah andaliman mampu meningkatkan aktivitas enzim
SOD?
b. apakah ekstrak etanol buah andaliman mampu mencegah kerusakan hati yang
disebabkan oleh doksorubisin?
c. apakah dengan meningkatnya dosis pemberian ekstrak etanol buah andaliman
akan meningkatkan aktivitas SOD pada darah tikus?
1.3 Hipotesis
Berdasarkan perumusan masalah di atas, maka hipotesis penelitian adalah
sebagai berikut:
a. ekstrak etanol buah andaliman mampu meningkatkan aktivitas enzim SOD.
b. ekstrak etanol buah andaliman mampu mencegah kerusakan hati yang
disebabkan oleh doksorubisin.
c. peningkatan
dosis
pemberian
ekstrak
etanol
buah
andaliman
akan
meningkatkan aktivitas SOD.
1.4 Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui:
a. kemampuan ekstrak etanol buah andaliman dalam meningkatkan aktivitas
enzim SOD.
b. kemampuan ekstrak etanol buah andaliman dalam mencegah kerusakan hati
yang disebabkan oleh doksorubisin.
c. pengaruh peningkatan dosis ekstrak etanol buah andaliman terhadap aktivitas
SOD
Universitas Sumatera Utara
1.5 Manfaat Penelitian
Manfaat dari penelitian ini adalah memberikan informasi tentang
kemampuan ekstrak etanol buah andaliman dalam meningkatkan aktivitas enzim
SOD sebagai salah satu antioksidan endogen.
1.6 Kerangka Pikir Penelitian
Pada penelitian ini terdapat dua variabel yaitu variabel bebas dan variabel
terikat. Sebagai variabel bebas yaitu, Ekstrak Etanol Buah Andaliman (EEBA)
dosis 75 mg/kg bb, Ekstrak Etanol Buah Andaliman (EEBA) dosis 150 mg/kg bb,
Ekstrak Etanol Buah Andaliman (EEBA) dosis 300 mg/kg bb, suspensi Na-CMC
1%, dan suspensi rutin 50 mg/kg bb. Variabel terikat adalah penurunan kadar
SOD pada darah tikus dan histologi hati tikus. Kerangka pikir penelitian ini dapat
dilihat pada Gambar 1.1.
Variabel Bebas
Variabel Terikat
EEBA Dosis
75, 150,300
mg/kg BB
Na-CMC 1 %
(kontrol)
Rutin Dosis
50 mg/kg BB
Parameter
Darah
Kadar
SOD
Nilai
absorbansi
Hati
tikus
Histol
ogi
- Nekrosis
- Steatosis
- Degenerasi
Hidropik
Tikus
betina
Gambar 1.1 Kerangka Pikir penelitian
Universitas Sumatera Utara