PEMBERIAN EKSTRAK BIJI KAKAO (Theobroma cacao L.) TERHADAP PROFIL LIPID dan KADAR NOx TIKUS PUTIH JANTAN (Rattus norvegicus) DISLIPIDEMIA.
PEMBERIAN EKSTRAK BIJI KAKAO (Theobroma cacao L.)
TERHADAP PROFIL LIPID dan KADAR NOx TIKUS PUTIH
JANTAN (Rattus norvegicus) DISLIPIDEMIA
Dewi Wiryanthini IA*, Sutadarma IWG*
*Bagian Biokimia
Fakultas Kedokteran Universitas Udayana Jln PB Sudirman Denpasar
ABSTRAK
Dislipidemia adalah kelainan metabolisme lipid yang ditandai dengan peningkatan kadar
kolesterol total, Low Density Lipoprotein (LDL), trigliserida dan penurunan kadar High Density
Lipoprotein (HDL) yang mengakibatkan penurunan enzim antioksidan dan memicu terjadinya
stres oksidatif, ditandai salah satunya dengan peningkatan peroksidasi lipid. Stres oksidatif
menyebabkan menurunnya kadar nitrat dan nitrit (NOx) darah sebagai metabolit antara nitric
oxide (NO). Ekstrak biji kakao kaya akan kandungan antioksidan flavanols yang terdiri dari
catechin, epicatechin dan procyanidin. Tujuan dari penelitian ini untuk mengetahui pengaruh
ekstrak biji kakao (Theobroma cacao L.) terhadap profil lipid dan kadar NOx darah tikus putih
(Rattus norvegicus) dislipidemia. Jenis penelitian ini adalah penelitian eksperimental PretestPostest Control Group Design . Tikus dibagi menjadi 4 kelompok perlakuan, P0 diberikan
makanan tinggi kolesterol saja, P1 diberikan 70 mg, P2 diberikan 140 mg ekstrak dan P3
diberikan 280 mg ekstrak biji kakao. Hasil penelitian menunjukkan bahwa setelah pemberian
ekstrak biji kakao terjadi penurunan kadar kolesterol total, trigliserida dan LDL pada kelompok
P1, P2 dan P3 yang bermakna (p=0,000), peningkatan kadar HDL yang bermakna pada
kelompok P1, P2 dan P3 (p=0,000) serta peningkatan kadar NOx yang tidak bermakna pada
kelompok P1, P2 dan P3 (p=0,486). Penelitian ini menyimpulkan bahwa ekstrak biji kakao dapat
menghambat stres oksidatif ditandai dengan penurunan secara bermakna kadar kolesterol total,
trigliserida, LDL disertai peningkatan secara bermakna kadar HDL, namun belum mampu
memperbaiki kadar NOx darah tikus dalam keadaan dislipidemia.
Kata kunci: ekstrak biji kakao, dislipidemia, profil lipid, NOx
EFFECTS OF CACAO BEANS EXTRACTION (Theobroma cacao L.) TO LIPID
PROFILE and BLOOD NOx CONCENTRATION IN DISLIPIDEMIA WHITE RAT
(Rattus norvegicus)
ABSTRACT
Dyslipidemia is a disorders of lipoprotein metabolism, including overproduction of total
cholesterol, Low Density Lipoprotein (LDL), trigliseride and deficiency High Density
Lipoprotein (HDL), which cause decrease antioxidant enzyme and lead to oxidative stress,
marked with increased of lipid peroxidation. Oxidative stress decrease blood nitrate and nitrite
(NOx) as metabolite of nitric oxide (NO). Cacao beans extract rich of flavanols antioxidant as
catechin, epicatechin and procyanidin. Purpose of this experiment to know the effects of cacao
beans extract (Theobroma cacao L) to blood profile lipid and NOx of dyslipidemia white rat
(Rattus norvegicus). This experiment was pretest-posttest control group design. Rats divided into
four groups P0 control group only given high cholesterol food, P1 given 70 mg, P2 given 140 mg
and P3 given 280 mg of cacao beans exract. The result showed that administration of cacao
beans extract significantly decreased (p=0,000) total cholesterol, trigliseride and LDL in group
P1, P2 and P3 and significantly (p=0,000) increased HDL, although not significantly increased
NOx in P1, P2 and P3 (p=0,486). This study conclude that cacao beans extract can inhibit
oxidative stress showed significantly decreased total cholesterol, trigliseride, LDL and
1
significantly increased HDL but not able increased blood NOx concentration in dyslipidemia
white rat.
Keywords: Psychosocial stress, oxidative stress, cacao beans extract, NOx
PENDAHULUAN
Kejadian penyakit kardiovaskuler yang sering mengakibatkan kematian saat ini sudah
banyak terjadi di negara berkembang seperti di Indonesia. Penyakit kardiovaskuler tidak hanya
menyerang pada usia lanjut namun semakin banyak orang usia muda yang mengidapnya. Hal ini
didukung oleh data Survei Kesehatan Rumah Tangga (SKRT) 2004, bahwa sebanyak 2,2%
penduduk Indonesia usia 15 tahun atau lebih menderita penyakit kardiovaskuler.1
Penyakit jantung koroner (PJK) merupakan penyakit kardiovaskuler yang menyebabkan
kematian terbesar, disebabkan gangguan aliran darah ke otot jantung karena terjadi penyempitan
pembuluh darah jantung dan aterosklerosis akibat dislipidemia.2 Dislipidemia merupakan
kelainan metabolisme lipid ditandai dengan peningkatan kadar kolesterol total, trigliserida, Low
Density Lipoprotein (LDL) serta penurunan kadar High Density Lipoprotein (HDL),
menyebabkan terjadi penurunan enzim antioksidan dan peningkatan peroksidasi lipid, yang
berperanan pada proses terjadinya aterosklerosis.3 Penelitian pada tikus menunjukkan terjadi
induksi prooksidan dan peningkatan peroksidasi lipid pada tikus yang mendapat diet tinggi
kolesterol.4
Dislipidemia adalah suatu keadaan yang meliputi kenaikan kadar kolesterol total, LDL,
trigliserida, dan atau penurunan kadar HDL. Pada tikus kadar normal kolesterol total tikus adalah
10-54 mg/dL5, kadar normal trigliserida tikus adalah 26-145 mg/dL.6 Kenaikan kolesterol
umumnya dicapai dalam waktu 2 minggu, dikatakan dislipidemia bila terjadi kenaikan berat
badan > 20% atau kadar kolesterol total serum > 240 mg/dL.7
Sejumlah studi telah dilakukan untuk mengevaluasi efek berbagai antioksidan terhadap stres
oksidatif dan profil lipid. Suplementasi vitamin E secara signifikan dapat menurunkan
peroksidasi lipid dan peningkatan status antioksidan total dalam plasma.8 Suplementasi jus
sayuran dapat menurunkan kadar trigliserida, rasio HDL/LDL darah dan senyawa
malondialdehide (MDA), serta dapat meningkatkan aktivitas enzim antioksidan serum seperti
glutathione peroksidase dan superoksid dismutase.9 Penelitian epidemiologi menunjukkan
makanan tinggi beta karoten dan vitamin E menurunkan resiko aterosklerosis dengan cara
mencegah oksidasi LDL. Efek beta karoten dan zeaxanthin menjaga liposome dari peroksidasi
lipid.10 Peningkatan stres oksidatif sebanding dengan penurunan mekanisme antioksidan serta
peningkatan akumulasi produk Reactive Oxygen Species (ROS) yang menyebabkan disfungsi
endotel,11 yang ditandai dengan penurunan kadar Nitric oxide (NO). 12
2
Nitric oxide merupakan endothelium-derived relaxing factor (EDRF) untuk relaksasi otot
polos pembuluh darah, yang mengakibatkan vasodilatasi pembuluh darah dan meningkatkan
aliran darah.13 NO di dalam jaringan dibentuk oleh L-arginine dibantu enzim endothelial nitric
oxide synthase (eNOS) dengan kofaktor NADPH, oksigen (O2), dan tetrahydrobiopterin (BH4)
menghasilkan L-citrulline serta nitrat dan nitrit sebagai metabolit antara.14,15 NO yang tidak
digunakan dioksidasi menjadi nitrit, jika NO diperlukan kembali, nitrit dalam jaringan direduksi
menjadi NO dikatalisis oleh enzim xanthine oxidase (XO). Kadar nitrat dan nitrit dalam darah
relatif stabil, sehingga total kadar nitrit dan nitrat serum (NOx) dipakai sebagai indikator sintesis
NO tubuh.15
Biji kakao (Theobroma cacao L.) merupakan salah satu sumber antioksidan alami yang
banyak dibudidayakan di Indonesia serta memiliki harga jual yang relatif terjangkau. Biji kakao
atau cokelat merupakan sumber bahan makanan yang kaya kandungan antioksidan flavonoid.
Jenis flavonoid yang terdapat adalah monomer flavan-3-ol (flavanols) meliputi epicatechin dan
catechin, serta oligomer flavanols yaitu procyanidin. Konsumsi makanan yang kaya kandungan
flavonoidnya telah terbukti memiliki manfaat untuk kesehatan jantung dan pembuluh darah.16
Kandungan flavanols pada biji kakao secara kualitatif sangat bervariasi tergantung sumber dan
proses fermentasinya namun secara kuantitatif berbeda disebabkan oleh perbedaan iklim tempat
tumbuhnya tanaman kakao.17
Manfaat biji kakao telah banyak diteliti, namun khasiatnya dalam mengatasi keadaan stres
oksidatif yang diakibatkan oleh dislipidemia masih perlu dilakukan penelitian lebih lanjut,
terutama biji kakao yang bersumber dari daerah Bali. Oleh karena itu penelitian ini ingin
mengetahui pengaruh pemberian ekstrak biji kakao (Theobroma cacao L.) terhadap profil lipid
dan NOx darah tikus jantan dislipidemia.
METODE
Penelitian ini merupakan penelitian eksperimental murni dengan desain pre and post test
control group design. Waktu penelitian selama 3 bulan yang berlangsung mulai bulan Juni 2012
sampai dengan Agustus 2012. Tempat penelitian adalah di Bagian Farmakologi dan Bagian
Biokimia Fakultas Kedokteran Universitas Udayana.
Populasi dalam penelitian ini adalah tikus putih jantan galur Wistar yang berumur 4-5 bulan
yang diperoleh dari Animal Laboratory Unit (ALU) Bagian Farmakologi FK Unud. Besar
sampel ditentukan dengan rumus Pocock, masing-masing kelompok 5 ekor dengan berat badan
180-200 gram.
3
Variabel bebas dalam penelitian ini adalah ekstrak biji kakao, variabel tergantung adalah
kadar profil lipid darah dan NOx darah, variabel kendali adalah jenis kelamin, kesehatan, berat
badan, makanan, umur dan lingkungan. Semua tikus diberikan makanan tinggi kolesterol selama
21 hari, kemudian dilakukan pre-test. Kemudian tikus dislipidemia dibagi secara acak sederhana
menjadi 4 kelompok dan tetap diberikan makanan tinggi kolesterol, kelompok control P0,
kelompok perlakuan P1 diberikan ekstrak biji kakao 70 mg per ekor per hari, P2 diberikan 140
mg dan P3 diberikan 280 mg selama 14 hari. Setelah 14 hari, dilakukan pengambilan darah
melalui medial canthus sinus orbitalis untuk pemeriksaan profil lipid dan pemeriksaan NOx
darah. Makanan tinggi kolesterol adalah campuran khusus yang diperoleh dari Bagian
Farmakologi FK Unud.
Ekstrak biji kakao adalah hasil ekstraksi dari biji kakao kering yang telah dikupas kulit
bijinya. Biji kakao diblender sampai halus, 500 gram bubuk kakao dimaserasi menggunakan
etanol 96% selama 48 jam, lalu diuapkan menggunakan evaporator sampai dihasilkan ekstrak
biji kakao dan siap digunakan untuk penelitian. Penelitian ini telah mendapatkan kelaikan etik
dari Komite Etik Litbang FK Unud/RSUP Sanglah.
Data yang diperoleh pada penelitian ini dianalisis dengan uji One Way Anova untuk
mengetahui perbedaan antar kelompok, dengan derajat signifikansi ditetapkan dengan nilai
p
TERHADAP PROFIL LIPID dan KADAR NOx TIKUS PUTIH
JANTAN (Rattus norvegicus) DISLIPIDEMIA
Dewi Wiryanthini IA*, Sutadarma IWG*
*Bagian Biokimia
Fakultas Kedokteran Universitas Udayana Jln PB Sudirman Denpasar
ABSTRAK
Dislipidemia adalah kelainan metabolisme lipid yang ditandai dengan peningkatan kadar
kolesterol total, Low Density Lipoprotein (LDL), trigliserida dan penurunan kadar High Density
Lipoprotein (HDL) yang mengakibatkan penurunan enzim antioksidan dan memicu terjadinya
stres oksidatif, ditandai salah satunya dengan peningkatan peroksidasi lipid. Stres oksidatif
menyebabkan menurunnya kadar nitrat dan nitrit (NOx) darah sebagai metabolit antara nitric
oxide (NO). Ekstrak biji kakao kaya akan kandungan antioksidan flavanols yang terdiri dari
catechin, epicatechin dan procyanidin. Tujuan dari penelitian ini untuk mengetahui pengaruh
ekstrak biji kakao (Theobroma cacao L.) terhadap profil lipid dan kadar NOx darah tikus putih
(Rattus norvegicus) dislipidemia. Jenis penelitian ini adalah penelitian eksperimental PretestPostest Control Group Design . Tikus dibagi menjadi 4 kelompok perlakuan, P0 diberikan
makanan tinggi kolesterol saja, P1 diberikan 70 mg, P2 diberikan 140 mg ekstrak dan P3
diberikan 280 mg ekstrak biji kakao. Hasil penelitian menunjukkan bahwa setelah pemberian
ekstrak biji kakao terjadi penurunan kadar kolesterol total, trigliserida dan LDL pada kelompok
P1, P2 dan P3 yang bermakna (p=0,000), peningkatan kadar HDL yang bermakna pada
kelompok P1, P2 dan P3 (p=0,000) serta peningkatan kadar NOx yang tidak bermakna pada
kelompok P1, P2 dan P3 (p=0,486). Penelitian ini menyimpulkan bahwa ekstrak biji kakao dapat
menghambat stres oksidatif ditandai dengan penurunan secara bermakna kadar kolesterol total,
trigliserida, LDL disertai peningkatan secara bermakna kadar HDL, namun belum mampu
memperbaiki kadar NOx darah tikus dalam keadaan dislipidemia.
Kata kunci: ekstrak biji kakao, dislipidemia, profil lipid, NOx
EFFECTS OF CACAO BEANS EXTRACTION (Theobroma cacao L.) TO LIPID
PROFILE and BLOOD NOx CONCENTRATION IN DISLIPIDEMIA WHITE RAT
(Rattus norvegicus)
ABSTRACT
Dyslipidemia is a disorders of lipoprotein metabolism, including overproduction of total
cholesterol, Low Density Lipoprotein (LDL), trigliseride and deficiency High Density
Lipoprotein (HDL), which cause decrease antioxidant enzyme and lead to oxidative stress,
marked with increased of lipid peroxidation. Oxidative stress decrease blood nitrate and nitrite
(NOx) as metabolite of nitric oxide (NO). Cacao beans extract rich of flavanols antioxidant as
catechin, epicatechin and procyanidin. Purpose of this experiment to know the effects of cacao
beans extract (Theobroma cacao L) to blood profile lipid and NOx of dyslipidemia white rat
(Rattus norvegicus). This experiment was pretest-posttest control group design. Rats divided into
four groups P0 control group only given high cholesterol food, P1 given 70 mg, P2 given 140 mg
and P3 given 280 mg of cacao beans exract. The result showed that administration of cacao
beans extract significantly decreased (p=0,000) total cholesterol, trigliseride and LDL in group
P1, P2 and P3 and significantly (p=0,000) increased HDL, although not significantly increased
NOx in P1, P2 and P3 (p=0,486). This study conclude that cacao beans extract can inhibit
oxidative stress showed significantly decreased total cholesterol, trigliseride, LDL and
1
significantly increased HDL but not able increased blood NOx concentration in dyslipidemia
white rat.
Keywords: Psychosocial stress, oxidative stress, cacao beans extract, NOx
PENDAHULUAN
Kejadian penyakit kardiovaskuler yang sering mengakibatkan kematian saat ini sudah
banyak terjadi di negara berkembang seperti di Indonesia. Penyakit kardiovaskuler tidak hanya
menyerang pada usia lanjut namun semakin banyak orang usia muda yang mengidapnya. Hal ini
didukung oleh data Survei Kesehatan Rumah Tangga (SKRT) 2004, bahwa sebanyak 2,2%
penduduk Indonesia usia 15 tahun atau lebih menderita penyakit kardiovaskuler.1
Penyakit jantung koroner (PJK) merupakan penyakit kardiovaskuler yang menyebabkan
kematian terbesar, disebabkan gangguan aliran darah ke otot jantung karena terjadi penyempitan
pembuluh darah jantung dan aterosklerosis akibat dislipidemia.2 Dislipidemia merupakan
kelainan metabolisme lipid ditandai dengan peningkatan kadar kolesterol total, trigliserida, Low
Density Lipoprotein (LDL) serta penurunan kadar High Density Lipoprotein (HDL),
menyebabkan terjadi penurunan enzim antioksidan dan peningkatan peroksidasi lipid, yang
berperanan pada proses terjadinya aterosklerosis.3 Penelitian pada tikus menunjukkan terjadi
induksi prooksidan dan peningkatan peroksidasi lipid pada tikus yang mendapat diet tinggi
kolesterol.4
Dislipidemia adalah suatu keadaan yang meliputi kenaikan kadar kolesterol total, LDL,
trigliserida, dan atau penurunan kadar HDL. Pada tikus kadar normal kolesterol total tikus adalah
10-54 mg/dL5, kadar normal trigliserida tikus adalah 26-145 mg/dL.6 Kenaikan kolesterol
umumnya dicapai dalam waktu 2 minggu, dikatakan dislipidemia bila terjadi kenaikan berat
badan > 20% atau kadar kolesterol total serum > 240 mg/dL.7
Sejumlah studi telah dilakukan untuk mengevaluasi efek berbagai antioksidan terhadap stres
oksidatif dan profil lipid. Suplementasi vitamin E secara signifikan dapat menurunkan
peroksidasi lipid dan peningkatan status antioksidan total dalam plasma.8 Suplementasi jus
sayuran dapat menurunkan kadar trigliserida, rasio HDL/LDL darah dan senyawa
malondialdehide (MDA), serta dapat meningkatkan aktivitas enzim antioksidan serum seperti
glutathione peroksidase dan superoksid dismutase.9 Penelitian epidemiologi menunjukkan
makanan tinggi beta karoten dan vitamin E menurunkan resiko aterosklerosis dengan cara
mencegah oksidasi LDL. Efek beta karoten dan zeaxanthin menjaga liposome dari peroksidasi
lipid.10 Peningkatan stres oksidatif sebanding dengan penurunan mekanisme antioksidan serta
peningkatan akumulasi produk Reactive Oxygen Species (ROS) yang menyebabkan disfungsi
endotel,11 yang ditandai dengan penurunan kadar Nitric oxide (NO). 12
2
Nitric oxide merupakan endothelium-derived relaxing factor (EDRF) untuk relaksasi otot
polos pembuluh darah, yang mengakibatkan vasodilatasi pembuluh darah dan meningkatkan
aliran darah.13 NO di dalam jaringan dibentuk oleh L-arginine dibantu enzim endothelial nitric
oxide synthase (eNOS) dengan kofaktor NADPH, oksigen (O2), dan tetrahydrobiopterin (BH4)
menghasilkan L-citrulline serta nitrat dan nitrit sebagai metabolit antara.14,15 NO yang tidak
digunakan dioksidasi menjadi nitrit, jika NO diperlukan kembali, nitrit dalam jaringan direduksi
menjadi NO dikatalisis oleh enzim xanthine oxidase (XO). Kadar nitrat dan nitrit dalam darah
relatif stabil, sehingga total kadar nitrit dan nitrat serum (NOx) dipakai sebagai indikator sintesis
NO tubuh.15
Biji kakao (Theobroma cacao L.) merupakan salah satu sumber antioksidan alami yang
banyak dibudidayakan di Indonesia serta memiliki harga jual yang relatif terjangkau. Biji kakao
atau cokelat merupakan sumber bahan makanan yang kaya kandungan antioksidan flavonoid.
Jenis flavonoid yang terdapat adalah monomer flavan-3-ol (flavanols) meliputi epicatechin dan
catechin, serta oligomer flavanols yaitu procyanidin. Konsumsi makanan yang kaya kandungan
flavonoidnya telah terbukti memiliki manfaat untuk kesehatan jantung dan pembuluh darah.16
Kandungan flavanols pada biji kakao secara kualitatif sangat bervariasi tergantung sumber dan
proses fermentasinya namun secara kuantitatif berbeda disebabkan oleh perbedaan iklim tempat
tumbuhnya tanaman kakao.17
Manfaat biji kakao telah banyak diteliti, namun khasiatnya dalam mengatasi keadaan stres
oksidatif yang diakibatkan oleh dislipidemia masih perlu dilakukan penelitian lebih lanjut,
terutama biji kakao yang bersumber dari daerah Bali. Oleh karena itu penelitian ini ingin
mengetahui pengaruh pemberian ekstrak biji kakao (Theobroma cacao L.) terhadap profil lipid
dan NOx darah tikus jantan dislipidemia.
METODE
Penelitian ini merupakan penelitian eksperimental murni dengan desain pre and post test
control group design. Waktu penelitian selama 3 bulan yang berlangsung mulai bulan Juni 2012
sampai dengan Agustus 2012. Tempat penelitian adalah di Bagian Farmakologi dan Bagian
Biokimia Fakultas Kedokteran Universitas Udayana.
Populasi dalam penelitian ini adalah tikus putih jantan galur Wistar yang berumur 4-5 bulan
yang diperoleh dari Animal Laboratory Unit (ALU) Bagian Farmakologi FK Unud. Besar
sampel ditentukan dengan rumus Pocock, masing-masing kelompok 5 ekor dengan berat badan
180-200 gram.
3
Variabel bebas dalam penelitian ini adalah ekstrak biji kakao, variabel tergantung adalah
kadar profil lipid darah dan NOx darah, variabel kendali adalah jenis kelamin, kesehatan, berat
badan, makanan, umur dan lingkungan. Semua tikus diberikan makanan tinggi kolesterol selama
21 hari, kemudian dilakukan pre-test. Kemudian tikus dislipidemia dibagi secara acak sederhana
menjadi 4 kelompok dan tetap diberikan makanan tinggi kolesterol, kelompok control P0,
kelompok perlakuan P1 diberikan ekstrak biji kakao 70 mg per ekor per hari, P2 diberikan 140
mg dan P3 diberikan 280 mg selama 14 hari. Setelah 14 hari, dilakukan pengambilan darah
melalui medial canthus sinus orbitalis untuk pemeriksaan profil lipid dan pemeriksaan NOx
darah. Makanan tinggi kolesterol adalah campuran khusus yang diperoleh dari Bagian
Farmakologi FK Unud.
Ekstrak biji kakao adalah hasil ekstraksi dari biji kakao kering yang telah dikupas kulit
bijinya. Biji kakao diblender sampai halus, 500 gram bubuk kakao dimaserasi menggunakan
etanol 96% selama 48 jam, lalu diuapkan menggunakan evaporator sampai dihasilkan ekstrak
biji kakao dan siap digunakan untuk penelitian. Penelitian ini telah mendapatkan kelaikan etik
dari Komite Etik Litbang FK Unud/RSUP Sanglah.
Data yang diperoleh pada penelitian ini dianalisis dengan uji One Way Anova untuk
mengetahui perbedaan antar kelompok, dengan derajat signifikansi ditetapkan dengan nilai
p