POTENSI REGENERASI SEL LEYDIG DAN SEL SPERMATOGENIK PADA TESTIS MENCIT (Mus musculus) HIPERGLIKEMIK YANG DIINDUKSI DENGAN EKSTRAK IKAN GABUS (Channa striata) - ITS Repository

  TUGAS AKHIR – SB091358

POTENSI REGENERASI SEL LEYDIG DAN SEL

SPERMATOGENIK PADA TESTIS MENCIT (Mus

musculus) HIPERGLIKEMIK YANG DIINDUKSI

DENGAN EKSTRAK IKAN GABUS (Channa

st riat a) MAHARANI LUKITASARI 1510100013 Dosen Pembimbing Dra. Nurlit a Abdulgani, M. Si. Jurusan Biologi Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2014

i

  FINAL PROJECT – SB091358

REGENERATION POTENTIAL OF LEYDIG AND

SPERMATOGENIC CELLS IN HYPERGLYCEMIC

MICE (Mus musculus) TESTES INDUCED BY

SNAKEHEAD FISH EXTRACT (Channa st riat a) MAHARANI LUKITASARI 1510100013 Advisor Lect urer Dra. Nurlit a Abdulgani, M. Si. Biology Departement Faculty of Mathematics and Natural Science Sepuluh Nopember Institute of Technology Surabaya 2014

iii ix

POTENSI REGENERASI SEL LEYDIG DAN SEL SPERMATOGENIK PADA TESTIS MENCIT (Mus musculus)

  HIPERGLIKEMIK YANG DIINDUKSI DENGAN EKSTRAK

  IKAN GABUS (Channa striata)

   Nama Mahasiswa : Maharani Lukitasari NRP : 1510 100 013 Jurusan : Biologi Dosen Pembimbing : Dra. Nurlita Abdulgani, M.Si.

  Abstrak

  Ekstrak ikan gabus (Channa striata) dapat menurunkan

kadar glukosa darah melalui perbaikan struktur histologi

pankreas. Penelitian lanjutan dilakukan untuk mengetahui

potensi regenerasi sel Leydig dan sel spermatogenik testis mencit

  (Mus musculus) hiperglikemik. Mencit jantan galur Balb-C umur

  

2-3 bulan diinduksi hiperglikemik dengan aloksan monohidrat

dosis tunggal 190 mg/kg berat badan secara intraperitoneal.

Mencit hiperglikemik diterapi secara oral selama 14 hari

menggunakan ekstrak ikan gabus. Preparasi histologi testis

menggunakan metode parafin dengan pewarnaan Haematoxylin

dan Eosin (H & E) kemudian diamati dengan mikroskop Olympus

® CX21. berdasarkan anova tidak ada pengaruh ekstrak ikan

gabus terhadap regenerasi sel leydig, tetapi ada pengaruh pada

regenerasi sel spermatogenik. Dengan uji Tukey, diketahui dosis

0.14846 ml/hari dapat meregenerasi sel spermatogenik hingga

>90% mencapai kondisi normal. Kata kunci: Channa striata, hiperglikemik, histologi, testis.

vii

  REGENERATION POTENTIAL OF LEYDIG AND SPERMATOGENIC CELLS IN HYPERGLYCEMIC MICE (Mus musculus) TESTES INDUCED BY SNAKEHEAD FISH

  (Channa striata) EXTRACT

   Student Name : Maharani Lukitasari NRP : 1510 100 013 Departement : Biologi Advisor Lecturer : Dra. Nurlita Abdulgani, M.Si.

  Abstract.

  Snakehead (Channa striata) fish extract can reduce blood glucose levels trough pancreas histological structure repaired. Further research was conducted to determine the potency of Leydig and spermatogenic cells regeneration in hyperglycemic mice (Mus musculus) testes. Two to three months Balb-C strain male mice induced hy perglycemic using alloxan monohydrate single dose of 190 mg / kg body weight intraperitoneally. Hyperglycemic mice treated orally for 14 da ys using snakehead fish extract. Preparation of testicular histology using the paraffin method with Haematoxylin and Eosin staining (H & E) and then observed with an Olympus ® CX21 microscope. Based on ANOVA there is no effect of snakehead fish extract on L eydig cell regeneration, but there is an effect on spermatogenic cell regeneration. Based on Tukey's test, 0.14846 ml /day snakehead fish extract was known to be able to regenerate spermatogenic cells up to > 90% attain normal conditions. Keywords: Channa striata, histology, hyperglycemic, testes.

  

ix

KATA PENGANTAR

  Alhamdulillah, puji syukur dipanjatkan kepada Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat, taufik serta hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul

  

“Potensi Regenerasi Sel Leydig dan Sel Spermatogenik pada

Testis Mencit (Mus Musculus) Hiperglikemik yang Diinduksi

dengan Ekstrak Ikan Gabus (Channa Striata)” .

  Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada Ibu Dra. Nurlita Abdulgani, M.Si. yang telah membimbing mulai dari masa persiapan hingga tersusunnya Tugas Akhir ini, serta kepada Ibu Ir. Sri Nurhatika, MP. dan Ibu Dr. Enny Zulaika, MP. selaku dosen penguji tugas akhir. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada Ayahanda dan Ibunda, adik-adik serta keluarga atas doa dan kasih sayangnya, juga kepada teman-teman seperjuangan Biologi ITS 2010 atas semangat, bantuan dan kerjasamanya, serta semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu per satu yang telah membantu dalam kelancaran penelitian ini.

  Penulis menyadari bahwa penulisan Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna. Kritik dan saran yang membangun sangat berarti bagi penulis. Penulis berharap Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi semua pembaca. Akhir kata, semoga Allah SWT senantiasa memberikan rahmat dan hidayahNya kepada kita semua. Amin.

  Surabaya, 12 Juli 2014 Maharani Lukitasari

  

xi

  

DAFTAR ISI

  Halaman LEMBAR PENGESAHAN ............................................. v ABSTRAK ...................................................................... vii

  

ABSTRACT ...................................................................... ix

  KATA PENGANTAR ..................................................... xi DAFTAR ISI ................................................................... xiii DAFTAR TABEL ............................................................ xv DAFTAR GAMBAR ......................................................

  xvii DAFTAR LAMPIRAN ...................................................

  xix

  BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ..........................................................

  1 1.2 Rumusan Permasalahan .............................................

  3 1.3 Batasan Masalah ........................................................

  3 1.4 Tujuan ........................................................................

  4 1.5 Manfaat ......................................................................

  4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Mencit (Mus musculus) Sebagai Hewan Coba ...........

  5 2.2 Ikan Gabus (Channa striata) .....................................

  6 2.3 Kandungan Nutrisi Ekstrak Ikan Gabus ....................

  8 2.4 Hiperglikemia ............................................................

  10 2.5 Testis .........................................................................

  12 2.6 Tubulus Seminiferus ..................................................

  13 2.6.1 Anatomi dan Histologi Tubulus Seminiferus ..........

  13 2.6.2 Kerusakan Tubulus Seminiferus .............................

  15 2.7 Spermatogenesis .........................................................

  16 2.8 Aloksan .......................................................................

  17 2.9 Pengaruh Diabetes Mellitus Terhadap Reproduksi ....

  19 BAB III METODOLOGI 3.1 Waktu dan Tempat Penelitian ...................................

  23 3.2 Metode yang Digunakan ...........................................

  23 3.2.1 Pemeliharaan mencit (Mus musculus) .....................

  23

  

xiii

  3.2.2 Perlakuan mencit hiperglikemik ..............................

  24

  39

  37

  37

  29

  28

  27

  27

  26

  26

  26

  25

  24

  24

  3.2.2.1 Pembuatan larutan aloksan ..................................

  23

  23

  5.2 Saran .......................................................................... DAFTAR PUSTAKA ...................................................... LAMPIRAN ....................................................................

  BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan ................................................................

  4.2 Potensi Regenerasi Sel Spermatogenik Testis Mencit Hiperglikemik Setelah Diinduksi dengan Aloksan.............................................................................

  4.1 Potensi Regenerasi Sel Leydig Testis Mencit Hiperglikemik Setelah Diinduksi dengan Aloksan ..........

  BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

  3.3 Rancangan Penelitian dan Analisa Data .....................

  3.2.6 Pengamatan mikroskopis .........................................

  3.2.5 Pembuatan preparat histologi testis mencit .............

  3.2.4 Pengukuran kadar glukosa darah .............................

  3.2.3 Terapi mencit hiperglikemik ...................................

  3.2.2.2 Induksi mencit hiperglikemik dengan aloksan .....

  49 xiv

  DAFTAR GAMBAR

  Halaman Gambar 2.1 Mencit Galur Balb/C ........................

  5 Gambar 2.2 Channa striata ..................................

  7 Gambar 2.3 Histologi Tubulus Seminiferus .......

  15 Gambar 2.4 Proses Spermatogenesis dan Morfologi Spermatozoa ..................

  16 Struktur Kimia Aloksan ................... Gambar 2.5

  18 Sel Leydig pada Ruang Intrastitial Gambar 4.1

  (tanda panah) dengan Perbesaran 400x ..................................................

  29 Histologi Tubulus Seminiferus

Gambar 4.2 Mencit Perbesaran 1000x .................

  32 Gambar 2.6

  

Tinggi Tanaman Kedelai Setelah

Jumlah Daun Kedelai Setelah

Perlakuan xvii

  DAFTAR TABEL

  Halaman Tabel 2.1 Kandungan Protein Ikan .......................

  8 Tabel 2.2 Kandungan Nutrisi Ekstrak Ikan Gabus dalam 100 milimeter ..................

  9 Jumlah Sel Leydig/Bidang Pandang ..... Tabel 4.1

  28 Jumlah Sel Spermatogenik/Bidang

Tabel 4.2 Pandang ................................................

  30

  18

  33 xv

  DAFTAR LAMPIRAN

  Dokumentasi Hasil Pengamatan Sel Spermatogenik pada Tubulus Seminiferus Kelompok Kontrol Positif ...............................................

  55

  54

  53

  52

  51

  50

  49

  Dokumentasi Hasil Pengamatan Sel Leydig Kelompok Kontrol Positif ...............................................

  Dokumentasi Hasil Pengamatan Sel Leydig Kelompok Kontrol Negatif .............................................

  Dokumentasi Hasil Pengamatan Sel Spermatogenik pada Tubulus Seminiferus Kelompok Terapi Ekstrak Ikan Gabus Dosis Atas .......

  Dokumentasi Hasil Pengamatan Sel Spermatogenik pada Tubulus Seminiferus Kelompok Terapi Ekstrak Ikan Gabus Dosis Tengah ...

  Dokumentasi Hasil Pengamatan Sel Spermatogenik pada Tubulus Seminiferus Kelompok Terapi Ekstrak Ikan Gabus Dosis Bawah ...

  Dokumentasi Hasil Pengamatan Sel Spermatogenik pada Tubulus Seminiferus Kelompok Kontrol Negatif .............................................

  Halaman Lampiran 1

  Lampiran 2 Lampiran 2

  Lampiran 7

  Lampiran 2 Lampiran 2 Lampiran 2

  Lampiran 6

  Lampiran 2 Lampiran 2 Lampiran 2 Lampiran 2

  Lampiran 5

  Lampiran 2 Lampiran 2 Lampiran 2 Lampiran 2

  Lampiran 4

  Lampiran 2 Lampiran 2 Lampiran 2 Lampiran 2

  Lampiran 3

  Lampiran 2 Lampiran 2 Lampiran 2 Lampiran 2

  Lampiran 2

  Lampiran 2 Lampiran 2 Lampiran 2

  xix

  Lampiran 8 Dokumentasi Hasil Pengamatan

  Lampiran 2 Sel Leydig Kelompok Terapi Lampiran 2 Ekstrak Ikan Gabus Dosis Bawah ...

  56 Lampiran 2 Lampiran 9 Dokumentasi Hasil Pengamatan

  Lampiran 2 Sel Leydig Kelompok Terapi Lampiran 2 Ekstrak Ikan Gabus Dosis Tengah ...

  57 Lampiran 2 Lampiran 10 Dokumentasi Hasil Pengamatan

  Lampiran 2 Sel Leydig Kelompok Terapi Lampiran 2 Ekstrak Ikan Gabus Dosis Atas .......

  58 Lampiran 2 Lampiran 11 Data Hasil Pengukuran Kadar Lampiran 2 Glukosa Darah Mencit .....................

  59 Lampiran 2 Lampiran 12 Data hasil Data Hasil Uji Lampiran 2 ANOVA Sel Spermatogonium ........

  60 Lampiran 2 Lampiran 13 Data hasil Data Hasil Uji Lampiran 2 ANOVA Sel Spermatosit.................

  61 Lampiran 14 Data hasil Data Hasil Uji ANOVA Sel Spermatid ...................

  62 Lampiran 15 Data hasil Data Hasil Uji ANOVA Sel Leydig ........................

  63 Lampiran 16 Hasil Pengamatan Jumlah Sel Spermatogenik dan Sel Leydig ........

  64 Lampiran 16 Biodata Penulis ................................

  65 xx

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

  Diabetes mellitus merupakan kelainan metabolik kronis yang terjadi akibat pankreas tidak dapat memproduksi cukup insulin bagi tubuh atau insulin tubuh tidak dapat digunakan secara efektif ditandai dengan kondisi hiperglikemia yaitu peningkatan kadar gula darah diatas kadar normal. Berdasarkan data World Health Organization, pada tahun 2012 penderita diabetes mellitus (DM) di dunia sudah mencapai 347 juta jiwa. Angka ini diperkirakan akan terus meningkat. Indonesia merupakan negara keempat dengan jumlah penderita DM terbanyak setelah Amerika Serikat, China dan India. Pada tahun 2030 diperkirakan prevalensi DM di Indonesia mencapai 21,3 juta orang. Diabetes mellitus merupakan penyakit yang bersifat kronik dan akan menetap seumur hidup, selain itu juga memberikan pengaruh sistemik yang menyebabkan terjadinya gangguan fungsional tubuh secara umum. Salah satu dampak yang ditimbulkan dari penyakit ini yaitu gangguan fungsi repoduksi pria kaitannya dengan penurunan kualitas sperma yang menjadi salah satu penyebab terjadinya infertilitas pada pria. Di Indonesia, prevalensi infertilitas adalah 12% atau sekitar 3 juta pasangan suami-istri (Suyono, 2005).

  Sexton (1997) menyatakan bahwa diabetes mellitus menyebabkan gangguan pada hormon yang mempengaruhi spermatogenesis. Selain itu, terdapat kelainan di dalam proses spermatogenesis itu sendiri yang diikuti dengan adanya gangguan ejakulasi. Pada penderita diabetes didapati penurunan kadar testosteron secara signifikan disertai penurunan kadar Luteinizing

  Hormone

  (LH) dan Folicle Stimulating Hormon (FSH) (Remzi et

  

al ., 2004). Dampak utama diabetes mellitus terhadap infertilitas

  pria adalah akibat adanya peningkatan radikal bebas yang menyebabkan terjadinya stres oksidatif pada sel spermatogenik, sel Leydig dan sel sertoli yang memiliki peran penting dalam prose spermatogenesis. Radikal bebas akan memicu terjadinya

  2 gangguan dan kerusakan pada sel-sel tersebut. kerusakan yang terjadi antara lain apoptosis dan atrofi (Christina, 2005; Warren

  

et al ., 1996 dalam Hassan et al., 2001), serta terjadi penurunan

  jumlah sel spermatogenik, volume semen, jumlah, motilitas dan morfologi sel spermatozoa (Garcia-Diez et al., 1991).

  Penurunan kadar testosteron dan peningkatan radikal bebas pada penderita diabetes mellitus dapat mempengaruhi fungsi seksual pria secara umum. Kondisi ini tentunya merupakan masalah besar bagi pria karena berhubungan dengan kesejahteraan hidupnya. Oleh karena itu, diperlukan penanganan dalam berbagai bentuk terapi yang dikembangkan baik untuk mengatasi penyakit diabetesnya maupun dampak dari diabetes itu sendiri. Menurut Meldawati (2011), peningkatan kadar Reactive

  

Oxygen Species (ROS) yang ditimbulkan oleh kondisi

  hiperglikemik berpotensi menimbulkan stress oksidatif yang tidak dapat diatasi oleh antioksidan endogen.

  Stress oksidatif dapat diantisipasi dengan antioksidan eksogen yang dapat memperbaiki kapasitas antioksidan plasma (Endrinaldi, 2007). Salah satu sumber antioksidan eksogen alami di Indonesia adalah albumin yang terdapat pada ikan gabus (Channa striata). Aktivitas antioksidan albumin ikan gabus ini sebesar 0,14 ± 0.003 mmol/L, atau sebanding dengan 90,93% aktivitas antioksidan vitamin E. Menurut Fadli (2010) dan Sunatrio (2003) ekstrak ikan gabus mengandung 70% protein (3.36 g/100ml), 21% albumin (2.17g/100ml), asam amino lengkap, mineral-mineral penting antara lain Zn (3.43 mg/100ml), Cu (2,34 mg/100ml), dan Fe (0.81 mg/100ml).

  Ekstrak ikan Gabus yang kaya protein dan mineral ini berpotensi untuk dikembangkan sebagai produk kesehatan. Terlebih lagi ikan gabus merupakan jenis ikan perairan umum yang banyak ditemukan khususnya di perairan Jawa Timur, bernilai ekonomis serta memiliki kandungan zat gizi yang tinggi. Pada saat ini ekstraksi ikan gabus di Indonesia mulai dikembangkan dalam usaha di tingkat industri kecil.

  3 Ikan gabus dapat diekstrak untuk memperoleh protein plasma yang mengandung albumin dan nutrien lainnya. Masyarakat telah mengenal berbagai produk berbahan baku ikan gabus, diantaranya olahan dalam bentuk tablet, krim, dan ekstrak cair. Produk olahan ikan gabus tersebut berpotensi untuk meningkatkan kadar albumin pada penderita hypoalbuminemia dan pasien pasca operasi bedah, menurunkan kadar kolesterol darah, menurunkan kadar trigliserida darah, menurunkan risiko kematian karena penyakit jantung, mengurangi gejala rematik, serta menurunkan aktivitas pertumbuhan sel kanker (Suprayitno dkk, 2009; Santoso, 2009). Penelitian Abdulgani et al (2014) juga telah membuktikan bahwa albumin dari ekstrak ikan gabus mampu memperbaiki struktur sel beta pankreas pada pulau langerhans sehingga dapat menurunkan kandungan glukosa darah pada mencit hiperglikemik. Ditinjau dari berbagai kelebihannya, diduga apabila ekstrak ikan gabus ini dikonsumsi pria dengan gangguan reproduksi maka akan berpotensi untuk meregenerasi sel Leydig dan sel spermatogenik testis. Untuk menguji kemampuan ekstrak gabus digunakan hewan coba mencit (Mus

  

musculus ) yang dikondisikan hiperglikemik melalui induksi

  aloksan. Hasil penelitian ini diharapkan dapat memperluas pemanfaatan ikan gabus di bidang kesehatan, khususnya dalam penyembuhan infertilitas pada pria yang disebabkan oleh komplikasi diabetes mellitus.

1.2 Rumusan Permasalahan

  Rumusan permasalahan dalam penelitian ini adalah : Apakah regenerasi sel Leydig pada testis mencit 1. hiperglikemik dapat terjadi setelah diinduksi ekstrak ikan gabus? Apakah regenerasi sel spermatogenik dalam tubulus 2. seminiferus testis mencit hiperglikemik dapat terjadi setelah diinduksi ekstrak ikan gabus?

  4

1.3 Batasan Masalah

  Batasan masalah dalam penelitian ini adalah : 1.

  Hewan coba dalam penelitian ini adalah mencit (Mus

  musculus ) jantan galur Balb/C, umur 2-3 bulan.

2. Induksi hiperglikemik menggunakan aloksan monohidrat dengan dosis 190 mg/kg berat badan.

  1.4 Tujuan

  Tujuan penelitian ini adalah:

  1. Untuk mengetahui potensi regenerasi sel Leydig pada testis mencit hiperglikemik setelah diinduksi ekstrak ikan gabus?

  2. Untuk mengetahui potensi regenerasi sel spermatogenik dalam tubulus seminiferus testis mencit hiperglikemik setelah diinduksi ekstrak ikan gabus?

  1.5 Manfaat

  Hasil penelitian ini diharapkan dapat memperluas pemanfaatan ikan gabus di bidang kesehatan, khususnya dalam penyembuhan infertilitas pada pria yang disebabkan oleh komplikasi diabetes mellitus.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Mencit (Mus musculus) Sebagai Hewan Coba

  Mencit merupakan hewan yang paling umum digunakan pada penelitian laboratorium sebagai hewan percobaan karena memliki banyak keunggulan, yaitu siklus hidup yang relatif pendek, jumlah anak per kelahiran banyak, variasi sifat-sifatnya tinggi dan mudah dalam penanganannya (Moriwaki, 1994).

  Mencit merupakan omnivora alami, sehat, dan kuat, profilik, kecil, dan jinak. Selain itu, hewan ini juga mudah didapat dengan harga yang relatif murah dan biaya ransum yang rendah (Peter, 1976). Menurut Arrington (1972), mencit memiliki taksonomi sebagai berikut: Kingdom : Animalia Phylum : Chordata Classis : Mamalia Ordo : Rotentia Familia : Muridae Genus : Mus Species : Mus musculus

  Para ilmuwan telah memunculkan banyak strain atau galur tikus khusus untuk eksperimen antara lain tikus Wistar albino, Sprague Dawley, Fischer 344, Holtzman albino strain, Long- Evans, dan Balb/C (Gambar 2.1)

Gambar 2.1 Mencit Galur Balb/C (sumber: Dokumentasi Pribadi,

  2014)

  6 Balb/C adalah mencit albino yang memiliki bulu pendek halus berwarna putih serta ekor berwarna kemerahan dengan ukuran lebih panjang dari pada badan dan kepala. Mencit galur Balb/C mudah dikembangbiakkan dan mudah dalam penanganan. Mencit galur Balb/C sering digunakan dalam berbagai penelitian khususnya mengenai sel kanker dan tumor.

2.2 Ikan Gabus (Channa striata)

  Ikan Gabus (Channa striata) merupakan jenis ikan perairan umum yang bernilai ekonomis. Ikan gabus merupakan ikan asli perairan daerah tropis seperti Asia dan Afrika. Ikan gabus banyak ditemukan di perairan umum dan belum dibudidayakan secara luas (Santoso, 2009).

  Ikan gabus hidup di muara-muara sungai, danau dan dapat pula hidup di air kotor dengan kadar oksigen rendah, bahkan tahan terhadap kekeringan dan dapat ditemukan di berbagai perairan umum di wilayah Indonesia, diantaranya Jawa, Sumatra, Sulawesi, Bali, Lombok, Singkep, Flores, Ambon dan Maluku dengan nama yang berbeda. Di Palembang ikan gabus dikenal dengan sebutan ikan deleg, di Jawa dikenal dengan sebutan ikan kutuk, dan di Kalimantan dikenal dengan ikan ruan atau haruan dan di Sulawesi dikenal dengan ikan dalak. Ikan gabus memijah sepanjang tahun dengan jumlah fekunditas untuk ikan dengan ukuran panjang total 18,5 – 50,5 cm dan bobot 60 – 1.020 gr berjumlah 2.585 – 12.880 butir (Santoso, 2009).

  Ikan gabus merupakan ikan buas (karnivora yang bersifat pemakan segala yang predator). Di alam, ikan gabus tidak hanya memangsa benih ikan tetapi juga ikan dewasa dan serangga air lainnya termasuk kodok. Ikan ini memiliki bentuk tubuh hampir bulat, kepala besar dan agak gepeng mirip kepala ular (snake

  head ), panjang dan makin ke belakang makin pipih (compressed).

  Bagian punggung cembung, perut rata dan kepala pipih seperti ular (snake head). Warna tubuh pada bagian punggung hijau kehitaman dan bagian perut berarna krem atau putih. Sirip ikan

  7 gabus tidak memiliki jari-jari keras, mempunyai sirip punggung dan sirip anal yang panjang dan lebar, sirip ekor berbentuk setengah lingkaran, sirip dada lebar dengan ujung membulat. Ikan gabus dapat mencapai panjang 90 – 110 cm. Morfologi ikan gabus disajikan pada Gambar 2.1.

Gambar 2.2 Channa striata (Fishbase, 2014).

  Klasifikasi ikan gabus menurut Rahayu (1992) adalah sebagai berikut: Kingdom : Animalia Phylum : Chordata Classis : Actinopterygii Ordo : Perciformis Familia : Channidae Genus : Channa Species : Channa striata

  Ikan gabus hidup di air tawar dan melakukan pemijahan secara alami selama musim hujan (Bijaksana, 2012), memiliki laju pertumbuhan yang cepat, mampu melakukan respirasi pada kondisi air yang sedikit oksigen (Sampath, 1985) dan bertahan pada lingkungan dengan kadar amonia yang tinggi (Ng, 1990).

  Ikan gabus dapat diekstrak untuk memperoleh protein plasma yang mengandung albumin dan nutrien lainnya. Menurut Sumardjo (2009), protein memiliki fungsi penting bagi tubuh, fungsi tersebut antara lain :

  8

  1. Membentuk jaringan baru dalam masa perkembangan dan pertumbuhan tubuh.

  2. Memelihara, memperbaiki, dan mengganti jaringan yang rusak atau mati.

  3. Cadangan energi bila tubuh kekurangan lemak dan karbohidrat.

  4. Sebagai alat transport untuk lipida, oksigen, asam lemak, dan ion tembaga dalam tubuh

  5. Membentuk biokatalisator (enzim), zat pengatur (hormon), dan antibodi.

  6. Membentuk struktur membran plasma bersama-sama lipida dan karbohidrat

2.3 Kandungan Nutrisi Ekstrak Ikan Gabus

Tabel 2.1 Tabel 2.1 Kandungan Protein Ikan.

  Jenis Ikan Protein (g%) Patin

  17.0 Ikan Gabus

  Ikan gabus memiliki kandungan protein yang lebih tinggi dibandingkan jenis ikan lainnya seperti yang tercantum pada

  16.0 Sepat

  15.2 Baung

  15.1 Belida

  14.7 Belut

  14.6 Rabbit fish

  14.5 Tongkol

  13.7 Teri

  10.3

  (Sumber: Santoso, 2009) Ekstrak ikan gabus mengandung protein dengan albumin sebagai fraksi utama, selain itu juga mengandung lemak, glukosa dan beberapa mineral Zn, Cu, dan Fe seperti disajikan pada Tabel 2.2.

  16.2 Ikan Mas

  9

Tabel 2.2 Kandungan Nutrisi Ekstrak Ikan Gabus dalam 100 mililiter.

  Nutrisi Jumlah Protein (g) 3,36 ± 0,29 Albumin (g) 2,17 ± 0,14 Lemak Total (g) 0,77 ± 0,66 Glukosa (g) 0,07 ± 0,02 Zn (mg) 3,34 ± 0,8 Cu (mg) 2,34 ± 0,98 Fe (mg) 0,20 ± 0,09

  (Sumber: Santoso, 2009) Protein plasma dengan kandungan terbanyak dalam ekstrak ikan gabus adalah albumin. Albumin merupakan sumber antioksidan hewani yang berfungsi sebagai pengikat radikal sehingga berperan dalam proses pembersihan dan penangkapan

  Reactive Oxygen Species

  (ROS) (Sunatrio, 2003). Ekstrak ikan gabus memiliki aktivitas antioksidan 0,14 ± 0.003 mmol/L, atau sebanding dengan 90,93% aktivitas antioksidan vitamin E. Hal ini menunjukkan ekstrak ikan gabus dapat difungsikan sebagai antioksidan. Albumin melimpah akan gugus (-SH) yang berfungsi sebagai pengikat radikal sehingga berperan dalam proses pembersihan dan penangkapan ROS (Santoso, 2009). Selain itu albumin juga bersinergi dengan mineral Zn yang sangat dibutuhkan untuk perkembangan sel maupun pembentukan jaringan sel baru seperti akibat luka dan penyembuhan luka akibat operasi. Zn membantu sekresi dan metabolisme insulin, serta melindungi efek kerusakan pankreas. Zn juga berfungsi sebagai antioksidan yang melindungi sel-sel, mempercepat proses penyembuhan luka, mengatur ekspresi dalam limfosit dan protein, memperbaiki nafsu makan dan stabilisasi berat badan (Gibson, 2005). Sedangkan kalsium diyakini dapat meningkatkan sensitivitas, respon dan sekresi insulin (Wilcox, 2005).

  Ikan gabus yang tidak disukai karena baunya yang amis ini, dapat dimodifikasi menjadi suplemen makanan yang berfungsi menjaga metabolisme tubuh, menaikkan kadar albumin, dan mempercepat pemulihan kesehatan. Ikan gabus diracik

  10 sedemikian rupa, dibuat serbuk, kemudian dimasukkan dalam kapsul. Bau amis ikan yang tak disukai itu pun hilang, tak terasa lagi. Hampir semua pasien berkadar albumin rendah yang diberi suplemen dari ikan gabus ini, kadar albuminnya naik lebih cepat ketimbang pemberian albumin lewat infus. Bahkan, pasien berkadar albumin rendah yang diikuti komplikasi penyakit lain seperti tuberculosis, diabetes, patah tulang, stroke, hingga HIV/AIDS, kondisinya bisa lebih baik dengan pemberian ekstrak ikan gabus. Begitu juga pada anak dengan gizi buruk dan berat badan kurang, pemberian biskuit dari ekstrak ikan gabus membuat berat badan balita dapat naik minimal 1 k ilogram per bulan. (Astuti, 2008).

  Ikan tersebut memiliki protein yang sangat tinggi, ikan ini dapat dijadikan alternatif sumber albumin bagi penderita hipoalbumin (rendah albumin) dan luka, baik luka pasca operasi maupun luka bakar. Bahkan, di daerah pedesaan, anak laki-laki pasca khitan selalu dianjurkan mengkonsumsi ikan jenis ini agar penyembuhan lebih cepat. Daging ikan tersebut dikukus atau disteam sehingga memperoleh filtrat, yang dijadikan menu ekstra bagi penderita hipoalbumin dan luka. Dalam tubuh manusia, album disintesis oleh hati kira-kira 100-200 mikrogram/g jaringan hati setiap hari. Albumin didistribusikan secara vaskuler dalam plasma dan secara ekstravaskuler dalam kulit, otot, serta beberapa jaringan lain (Yanti, 2009).

2.4 Hiperglikemia

  Hiperglikemia merupakan keadaan peningkatan glukosa darah dari rentang kadar puasa normal 80 – 90 mg / dl darah, atau rentang non puasa sekitar 140 – 160 mg /100 ml darah (Corwin, 2001).

  Menurut International Diabetes Federation (2007), meningkatnya kadar glukosa dalam plasma darah melebihi batas normal (hiperglikemia) menjadi salah satu dasar diagnosis diabetes melitus. Hal ini dikarenakan kelainan metabolisme paling utamanya adalah kelainan pada metabolisme karbohidrat.

  11 Hiperglikemia dapat menyebabkan komplikasi kronik termasuk penyakit kardiovaskular (iskemik miokard, kardiomiopati), gangren, kegagalan kronis ginjal, retinopati serta neuropati. Komplikasi yang lebih serius umum terjadi bila kontrol kadar gula darah buruk. Sehingga pasien dengan diabetes melitus harus benar-benar dapat mengatur diet makanan khususnya dalam konsumsi karbohidrat.

  Kondisi hiperglikemia yang menandai terjadinya penyakit diabetes mellitus juga dapat menyebabkan kerusakan sel melalui berbagai cara, salah satunya berawal dari komplikasi mikrovaskular. Adanya komplikasi mikrovaskular akan memicu terjadinya komplikasi fisiologis, biokimia, dan anatomi, antara lain penebalan m embran (Raskin et al., 1983), penyakit makrovaskular (Eschwege et al., 1985), glikosilasi protein (Brownlee et al., 1988), gangguan immunitas seluler (Rayfield et

  

al., 1982), dan berbagai abnormalitas siklus sel (Lorenzi et al.,

  1987). Selain itu, hiperglikemia juga menyebabkan gangguan sekresi dan aksi insulin (DeFronzo et al., 1988) sehingga akan timbul kondisi hiperglikemik yang lebih kronis.

  Hiperglikemia dapat disebabkan defisiensi insulin yang dapat disebabkan oleh proses autoimun, kerja pankreas yang berlebih, dan herediter. Insulin yang menurun mengakibatkan glukosa sedikit yang masuk kedalam sel. Hal itu bisa menyebabkan lemas dengan kadar glukosa dalam darah meningkat. Kompensasi tubuh dengan meningkatkan glucagon sehingga terjadi proses glukoneogenesis. Selain itu tubuh akan menurunkan penggunaan glukosa oleh otot, lemak dan hati serta peningkatan produksi glukosa oleh hati dengan pemecahan lemak terhadap kelaparan sel. Hiperglikemia dapat meningkatkan jumlah urin yang mengakibatkan dehidrasi sehingga tubuh akan meningkatkan rasa haus (polydipsi). Penggunaan lemak untuk menghasilkan glukosa memproduksi badan keton yang dapat mengakibatkan anorexia (tidak nafsu makan), nafas bau keton dan mual (nausea) hingga terjadi asidosis.

  12 Dengan menurunnya insulin dalam darah asupan nutrisi akan meningkat sebagai akibat kelaparan sel. Menurunnya glukosa intrasel menyebabkan sel mudah terinfeksi. Gula darah yang tinggi dapat menyebabkan penimbunan glukosa pada dinding pembuluh darah yang membentuk plak sehingga pembuluh darah menjadi keras (arterisklerosis) dan bila plak itu telepas akan menyebabkan terjadinya thrombus. Thrombus ini dapat menutup aliran darah yang dapat menyebabkan timbulnya penyakit lain (tergantung letak tersumbatnya, missal cerebral dapat menyebabkan stroke, ginjal dapat menyebabkan gagal ginjal, jantung dapat menyebabkan miocard infark, mata dapat menyebabkan retinopati) bahkan kematian.

  Hiperglikemi dan defisiensi insulin mampu mempengaruhi struktur maupun fungsi jaringan, termasuk struktur protein sel. Hiperglikemi akan meningkatkan Reactive Oxygen Spesies (ROS). (Hayati et al., 2005).

2.5 Testis

  Testis merupakan sepasang struktur berbentuk oval dan sedikit gepeng. Testis terletak dalam skrotum dan dikelilingi oleh simpai tebal jaringan ikat kolagen, yaitu tunika albuginea. Tunika albuginea menebal pada permukaan posterior testis dan membentuk mediastinum testis, yaitu tempat penjuluran yang membagi kelenjar menjadi sekitar 250 kompartemen piramid yang disebut lobulus testis. Setiap lobulus dihuni oleh 1-4 tubulus seminiferus. Dinding pada rongga yang memisahkan testis dengan epididimis disebut tunika vaginalis. Tunika vaginalis dibentuk dari peritoneum saat testis masih berada dalam rongga abdomen. Sedangkan permukaan posterior menjadi tempat masuknya pembuluh darah, pembuluh limfe, dan saraf (Manika, 1991). Hampir 80% massa testis terdiri dari sel-sel spermatogenik di dalam tubulus seminiferus, sedangkan 20% sisanya terdiri dari jaringan ikat, pembuluh darah dan sel-sel yang ada di antaranya (Gupta, 2005; Sherwood, 2001).

  13 Testis merupakan salah satu organ yang penting dalam reproduksi jantan. Testis berfungsi untuk memproduksi sperma dan hormon reproduksi yaitu testosterone (Falk, 2001). Ketika masa pubertas tiba, tubulus seminiferus akan bekerja dengan optimal menghasilkan sperma dan hormon-hormon reproduksi seperti testosteron dan androgen. Pada saat itu, secara tidak langsung dibutuhkan kapasitas yang besar dari tubulus seminiferus yang akan meningkatkan bobot dan volume testis untuk mendukung proses tersebut. Perkembangan dan peningkatan produksi sperma merupakan suatu hal yang berjalan seiring dengan perkembangan bobot testis (Amann, 1970).

  Testis sebagai organ kelamin primer mempunyai dua fungsi yaitu menghasilkan spermatozoa atau sel-sel kelamin jantan, dan mengsekresikan hormone kelamin jantan, testosteron. Spermatozoa dihasilkan didalam tubulus seminiferus atas pengaruh FSH (Follicle Stimulating Hormone) sedangkan testosteron diproduksi oleh sel-sel interstitial dari Leydig atas pengaruh ICSH (Interstitial Cell Stimulating Hormone) (Toelihere, 1985).

  FSH merupakan glikoprotein yang salah satu fungsinya adalah bersama-sama dengan androgen dalam proses spermatogenesis, sedangkan ICSH merupakan glikoprotein yang memiliki fungsi untuk proses ovulasi dan merangsang sel Leydig untuk mensekresi androgen (Hafez, 1970).

2.6 Tubulus Seminiferus

2.6.1 Anatomi dan Histologi Tubulus Seminiferus

  Tubulus seminiferus adalah bagian dari organ reproduksi pria yang terletak di dalam testis yang berperan penting dalam proses spermatogenesis. Tubulus seminiferus berbentuk tabung dengan panjang sekitar 30 – 70 cm dan diameter 150 – 250 μm. Di dalam testis, tubulus seminiferus dimampatkan dan terletak di dalam lobulus testis (Gupta, 2005).

  Tubulus seminiferus merupakan pabrik spermatozoa, tempat berlangsungnya proses spermatogenesis. Tubulus seminiferus

  14 dibedakan menjadi tubulus seminiferus kontortus dan tubulus seminiferus rektus. Tubulus seminiferus kontortus dari masing- masing lobulus testis bergabung membentuk tubulus seminiferus rektus, yang merupakan saluran lurus yang langsung menghubungkan tubulus seminiferus dengan rete testis dibagian posterior testis. Dari rete testis ini selanjutnya spermatozoa akan dialirkan melalui duktus eferentes kemudian memasuki epidydimis dan siap untuk dikeluarkan (Gupta, 2005; Sherwood, 2001).

  Dinding tubulus seminiferus tersusun atas lapisan epitel tubulus seminiferus dan tunika propria. Tunika propria merupakan komponen dinding tubulus yang terluar, yang terdiri dari berkas-berkas anyaman serat kolagen yang tersusun atas sel- sel fibroblas. Pada beberapa jenis mamalia seperti tikus, di antara jaringan ikat terdapat pula sel-sel myoid yang menyerupai sel-sel otot polos. Antara komponen jaringan ikat dan epitel dipisahkan oleh lapisan tipis membran basalis. Bagian dalam tubulus seminiferus tersusun atas sel spermatogenik yang meliputi spermatogonium, spermatosit, spermatid, dan spermatozoa (Gambar 2.3). Selain itu juga terdapat sel sertoli yang merupakan sel statis/non proliferative dengan ciri-ciri nukleus tak beraturan, nucleolus menonjol, dan tampak ada hubungan dengan sel germinal. Spermatogonium terletak di dekat membran basalis tubulus, memiliki inti sel yang gelap, serta sedikit sitoplasma. Setelah spermatogonium terdapat spermatosit dengan ukuran sel yang lebih besar. Setelah itu terdapat spermatid yang berukuran lebih kecil dari spermatogonium. Bagian tengah terisi oleh spermatozoa dengan ekor menghadap lumen. Ruang interstitial antara tubulus seminiferus satu dengan yang lainnya diisi oleh jaringan ikat longgar yang mengandung kapiler peritubular yang padat, saluran limfatik, sel-sel mesenkim dan kadang-kadang makrofag. Terdapat juga sebaran kelompok-kelompok sel Leydig yang berperan dalam produksi hormon testosteron.

  _{Sel leydig Spermatogonium Spermatogonium}

  15

  Arteriola dan venula _{Lamina Propria dan Spermatosit primer membran basal membelah Lumen Spermatogonium Spermatozoa spermatogonium sertoli dengan Penghubung sel Spermatosit primer Sisa degenerasi sel spermatogenik Spermaozoa} Sel Sertoli _{Spermatid Spermatosit sekunder} ^{Spermatosit primer}

Gambar 2.3 Histologi Tubulus Seminiferus (Mescher, 2010)

2.6.2 Kerusakan Tubulus Seminiferus

  Seperti halnya sel-sel di bagian tubuh yang lainnya, sel-sel penyusun tubulus seminiferus juga dapat mengalami cedera oleh berbagai hal yang mengakibatkan kerusakan struktur maupun fungsi sel tersebut. Oleh karena fungsi utama tubulus seminiferus adalah untuk spermatogenesis maka faktor-faktor yang merusak struktur tubulus seminiferus akan menimbulkan gangguan pada proses spermatogenesis. Secara umum kerusakan tubulus seminiferus dapat digambarkan ke dalam empat kategori (Burkitt, 1993) :

  1. Atrofi tubuler yaitu keadaan dimana terjadi kehilangan sel-sel spermatogenik di dalam tubulus seminiferus, menurunnya diameter tubulus seminiferus dan tampak penebalan pada membran basalis

  2. Nekrosis tubuler yaitu kerusakan seluruh unsur sel di dalam tubulus seminiferus, terlihat adanya sisa-sisa bahan nekrotik, tampak membrane basalis mengalami kerusakan akibat terjadinya lisis, dan terlihat adanya sel radang.

  3. Hilangnya sel-sel intermedia, pada keadaan ini tampak sel-sel Sertoli, spermatosit primer dan spermatid tanpa spermatogenesis.

  16

2.7 Spermatogenesis

  Spermatogenesis adalah suatu rangkaian perkembangan sel spermatogonia dari epitel tubulus seminiferus yang mengadakan proliferasi dan selanjutnya berubah menjadi spermatozoa yang bebas. Rangkaian perkembangan ini dapat dibagi menjadi tiga tahap (Gambar 2.4). Tahap pertama, sel spermatogonia mengadakan pembelahan mitosis menghasilkan spermatosit dan sel induk spermatogonia. Tahap kedua, pembelahan meiosis (reduksi) spermatosit primer dan sekunder menghasilkan spermatid yang haploid. Tahap ketiga, perkembangan spermatid menjadi spermatozoa melalui serangkaian metamorfosa yang panjang dan kompleks disebut spermiogenesis (Syahrum, 1994).

Gambar 2.4 Proses Spermatogenesis dan Morfologi Spermatozoa (Campbell, 2008).

  17 Proses spermatogenesis dipengaruhi oleh hormonal. Pada spermatogenesis, folicle stimulating hormone (FSH) memiliki peranan penting, yaitu berperan dalam menstimulasi kejadian awal spermatogenesis diantaranya proliferasi spermatogonia (Satriyasa, 2008) dan menunjang tahap pematangan maupun reduksi meiosis spermatosit primer (Turek, 2005). Setelah mengalami proses spermiogenesis (deferensiasi dan maturasi) lebih lanjut spermatid akan menjadi spermatozoa. Jadi dari satu sel spermatogenium yang 2 n pada akhir spermatogenesis akan menghasilkan 4 buah spermazoa yang 1 n.

2.8 Aloksan

  Aloksan (2,4,5,6-tetraoksipirimidin; 5,6-dioksiurasil) merupakan senyawa kimia yang dapat digunakan untuk menginduksi penyakit diabetes melitus. Pada tahun 1943, telah dilakukan penelitian bahwa pemberian aloksan pada kelinci menghasilkan hiperglikemia temporer, yang diikuti hipoglikemia hebat, dan diakhiri dengan kematian hewan. Peristiwa ini berhubungan dengan nekrosis selektif sel-sel β pulau Langerhans (Szkuldelski 2001).

  Aloksan sebagai diabetogenik, dapat digunakan secara intravena, intraperitoneal dan subkutan (Nugroho et al., 2006). Dosis intravena yang digunakan biasanya 65 mg/kg BB, sedangkan intraperitoneal dan subkutan adalah 2-3 kalinya (Szkudelski, 2001, R ees et al., 2005). Dosis pemberian aloksan bervariasi tergantung pada spesies, nutrisi, dan rute pemberiannya (Szkudelski, 2001). Kemampuan aloksan untuk dapat menimbulkan diabetes juga tergantung pada jalur penginduksian, dosis, hewan coba, dan status nutrisinya (Andayani, 2003). Injeksi aloksan dengan dosis 190 mg/kg berat badan pada tikus akan memperlihatkan kenaikan kadar glukosa darah sampai lebih dari 200 m g/dl dalam jangka waktu minimal 48 j am setelah injeksi (Colca et al., 1983).

  Aloksan bersifat hidrofilik dan tidak stabil, waktu paruh pada suhu 37°C dan pH netral adalah 1,5 menit dan dapat lebih lama

  18 pada suhu yang lebih rendah. Molekul aloksan memiliki bentuk yang sangat mirip dengan glukosa (Weaver et al., 1979; Gorus et

  al ., 1982), seperti yang ditunjukkan oleh Gambar 2.5.

Gambar 2.5 Struktur kimia aloksan (Nugroho 2006).

  Karena karakter hidrofiliknya, aloksan dan glukosa tidak dapat menembus lipid bilayer membran plasma. Namun bentuk molekul aloksan yang sangat mirip dengan glukosa menyebabkan transporter glukosa GLUT2 dalam membrane plasma sel β menerima molekul ini sebagai analog glukosa (glukomimetik) dan mengantarkannya ke dalam sitosol (Weaver et al., 1979; Gorus et al., 1982).

  Mekanisme toksisitas aloksan diawali dengan masuknya aloksan ke dalam sel β pankreas. Kerusakan pada sel β terjadi melalui beberapa proses secara bersamaan, yaitu melalui oksidasi gugus sulfidril dan pembentukan radikal bebas. Aloksan menginduksi pembentukan radikal bebas karena bersifat polar sehingga dapat memberikan satu elektronnya kepada oksigen. Melalui reaksi redoks, asam dialurat dibentuk sebagai hasil reduksi aloksan dengan menghasilkan metabolit intermediet radikal aloksan. Asam dialurat kemudian dioksidasi kembali membentuk aloksan sehingga menghasilkan radikal ion superoksida. Anion superoksida dapat mengalami reaksi dismutase oleh enzim SOD (Superoxide Dismutase) menjadi hydrogen peroksida. Radikal bebas tersebut dapat menyerang komponen sel sehingga menyebabkan kerusakan sel. Aloksan sering digunakan untuk membuat keadaan diabetes pada hewan eksperimental dengan dosis yang dapat menyebabkan kerusakan

  19 selektif pada sel β pankreas sehingga menghasilkan kondisi hiperglikemia permanen yang merupakan salah satu etiologi dari diabetes mellitus tipe I (Insulin Dependent Diabetes Mellitus) (Szkudelski, 200).