PENGARUH PEMBERIAN EKSTRAK METANOL RIMPANG JAHE (Zingiber officinal Rosc. )TERHADAP KADAR MALONDIALDEHID (MDA)
PLASMA DAN OTOT GASTROKNEMIUS MENCIT SEBELUM LATIHAN FISIK MAKSIMAL
TESIS
OLEH
SITI KEMALA SARI 047008006/BM
PROGRAM STUDI MAGISTER ILMU BIOMEDIK FAKULTAS KEDOKTERAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN
PENGARUH PEMBERIAN EKSTRAK METANOL RIMPANG JAHE (Zingiber officinal Rosc. )TERHADAP KADAR MALONDIALDEHID (MDA)
PLASMA DAN OTOT GASTROKNEMIUS MENCIT SEBELUM LATIHAN FISIK MAKSIMAL
TESIS
Diajukan untuk melengkapi persyaratan memperoleh Gelar Magister Biomedik
dalam Program Studi Magister Ilmu Biomedik
pada Fakultas Kedokteran Universitas Sumatera Utara
Oleh
SITI KEMALA SARI
047008006/BM
PROGRAM STUDI MAGISTER ILMU BIOMEDIK
FAKULTAS KEDOKTERAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
Judul Penelitian : PENGARUH PEMBERIAN EKSTRAK METANOL RIMPANG JAHE (Zingiber officinale Rosc.) TERHADAP
KADAR MALONDIALDEHID (MDA) PLASMA DAN
OTOT GASTROKNEMIUS MENCIT SEBELUM
LATIHAN FISIK MAKSIMAL
Nama : SITI KEMALA SARI
Nomor Pokok : 047008006
Program Studi : Biomedik
Menyetujui Komisi Pembimbing
(dr. Datten Bangun, M.Sc, Sp.FK) (dr. Dedi Ardinata, M.Kes) Ketua Anggota
Ketua Program Studi Biomedik Dekan
(dr. Yahwardiah Siregar, PhD) (Prof.dr. Gontar A. Siregar, Sp.PD, KGEH)
Telah diuji pada tanggal : 9 Mei 2012
Panitia Penguji Tesis
Ketua : dr. Datten Bangun, Msc, SpFK Anggota : 1. dr. Dedi Ardinata, M.Kes
ABSTRAK
Pengaruh pemberian ekstrak metanol rimpang jahe (Zingeber officinale Rosc.) telah dipelajari pada sampel plasma dan otot gastroknemius mencit jantan Mus Musculus L. Ekstrak metanol rimpang jahe diberikan secara oral dengan dosis 0,07mg/gBB, 0,14mg/gBB dan 0,28mg/gBB mencit sebelum berenang maksimal sampai lelah setiap hari selama lima hari. Sampel plasma darah dan otot gastroknemius mencit diambil segera setelah perlakuan renang maksimal selesai pada hari kelima, untuk dilakukan pemeriksaan kadar malondialdehid plasma dan otot gastroknemius. Pada pemberian 0,07mg/gBB mencit ekstrak metanol rimpang jahe, tidak mampu menurunkan kadar MDA plasma dan otot gastroknemius setelah latihan fisik maksimal. Sementara itu, pada pemberian dosis ekstrak metanol rimpang jahe sebesar 0,14mg/gBB dapat menurunkan kadar MDA plasma meskipun tidak signifikan, dan juga dapat menurunkan kadar MDA otot gastroknemius yang secara statistik signifikan (p<0,05). Sedangkan pada kelompok perlakuan yang mendapat ekstrak metanol rimpang jahe paling besar yaitu 0,28mg/gBB malah terjadi peningkatan kadar MDA yang mungkin disebabkan antioksidan berubah menjadi prooksidan pada dosis yang terlalu tinggi. Kesimpulannya ekstrak metanol rimpang jahe dengan dosis 0,14mg/gBB ,paling efektif menurunkan kadar MDA plasma dan otot gastroknemius mencit yang mendapat latihan fisik maksimal.
ABSTRACT
The effects of methanol extract from the rhizome ginger (Zingeber officinale roscoe) on strenuous exercise program was studied in plasma and gastrocnemius muscle samples obtained from male Mus Musculus L mice. Methanol extract was given in oral doses of 0,07 mg/g, 0,14 mg/g, and 0,28 mg/g of mice body weight before exhaustive swimming exercise program, daily for a period of five days. The plasma and gastrocnemius muscle samples from the mice were subjected to biochemical analysis after exhausted swimming in the fifth day to determine the level of malondialdehyde (MDA) of the plasma and gastrocnemius muscle. The
administration of 0,07 mg/g of ginger’s extract did not give any change of the
malondialdehyde level in the plasma as well as in the gastrocnemius muscle. On the other scene, the administration of 0,14 mg/g of the ginger’s extract will reduce the plasma level of malondialdehyde, but not statistically significant, and reduce the level of malondialdehyde in gastrocnemius muscle significantly (p<0,05). While the administration of 0,28 mg/g of ginger’s extract precisely increasing the level of malondialdehyde, this condition probably caused by the transition of anti oxidant into
pro oxidant in the higher dose of ginger’s extract. In conclusion, the most effective
dose of methanol extract from Zingeber officinale Roscoe to reduce the level of malondialdehyde is 0,14 mg/g.
KATA PENGANTAR
Bismillaahir rohmaanir rohiim
Dengan rahmat dan hidayah Allah Subhanahu Wa Ta’ala penulis akhirnya dapat
menyelesaikan penelitian yang berjudul “ Pengaruh Pemberian Ekstrak Metanol
Rimpang Jahe (Zingiber officinale Rosc.) Terhadap Kadar Malondialdehid (MDA)
Plasma dan Otot Gastroknemius Mencit Sebelum Latihan Fisik Maksimal”.
Tesis ini merupakan salah satu persyaratan dalam memperoleh gelar Magister
Ilmu Biomedik, di Fakultas Kedokteran Universitas Sumatera Utara.
Atas selesainya tesis ini, diucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :
Rektor Universitas Sumatera Utara, Prof. Dr. dr. Syahril Pasaribu, DTM&H,
M.Sc (CTM), Sp.A(K), dan seluruh jajarannya atas kesempatan dan fasilitas yang
diberikan untuk mengikuti dan menyelesaikan pendidikan program Magister ilmu
Biomedik, di Fakultas Kedokteran Universitas Sumatera Utara.
Dekan Fakultas Kedokteran Universitas Sumatera Utara, Prof.dr. Gontar
A.Siregar, Sp.PD,KGEH dan Ketua Program Studi Biomedik, dr. Yahwardiah
Siregar, Ph.D, dr. Mutiara Indah Sari, M.Kes, atas kesempatan dan fasilitas yang
diberikan untuk mengikuti dan menyelesaikan pendidikan program Magister ilmu
Terima kasih yang tak terhingga dan penghargaan yang setinggi-tingginya
disampaikan kepada dr. Datten Bangun, M.Sc, Sp.FK (sebagai ketua komisi
pembimbing) dan dr. Dedi Ardinata M.Kes (anggota komisi pembimbing), yang
dengan penuh perhatian dan kesabaran telah mengorbankan waktu untuk memberikan
dorongan, bimbingan, semangat, bantuan serta saran-saran yang bermanfaat kepada
Penulis mulai dari persiapan penelitian sampai pada penyelesaian tesis ini.
Komisi penguji, dr. Tri Widyawati M.Si dan dr. T.Helvi Mardiani M.Kes, yang
telah bersedia dengan sabar membantu Penulis dalam menyempurnakan, menguji,
dan menilai tesis ini.
Kepada Prof. Dr. Drs. Syarifuddin Ilyas, M.Biomed serta Prof.Dr. dr. Rozaimah
Zain-Hamid, MS, Sp.FK yang dengan penuh perhatian dan kesabaran telah
mengorbankan waktu untuk memberikan dorongan, bimbingan, semangat, bantuan
serta saran-saran yang bermanfaat kepada Penulis mulai dari persiapan penelitian
sampai pada penyelesaian tesis ini.
Serta ucapan terima kasih penulis kepada seluruh Staf Pengajar yang telah
membimbing penulis selama mengikuti program studi ini. tak lupa terima kasih juga
saya sampaikan kepada semua dosen yang telah membimbing saya selama mengikuti
program studi ini.
Kepada Ayahanda dr.Rizali H.Naution, DAN dan Ibunda Zuraida Anggraini yang
telah menyemangati, mensuport dan membantu Penulis demi kelangsungan
pendidikan S2.
Khusus kepada suami tercinta dr. Riza Hendrawan Nasution Sp. OG, Penulis
menaruh rasa hormat, bangga dan terima kasih yang tak terhingga atas segala
pengertian dan pengorbanan dalam mendukung cita-cita Penulis. Kepada
anak-anakku Rafli Harris Nasution, Raihansyah Harris Nasution dan Raisha Anggraini
Nasution yang Penulis sayangi.
Persembahan terima kasih yang tulus kepada Ayahanda Irlamsyah Lingga
dan Ibunda Nurhayana, Khairatna Bayu dan Rio Dalimunte, M. Nur Hidayat, M.Heru
Al Fauzi dan Rahmad Daylami yang penuh kasih sayang senantiasa memberikan
dukungan moril serta do’a selama Penulis menjalani pendidikan di program Magister
ilmu Biomedik Fakultas Kedokteran Universitas Sumatera Utara.
Penulis mengucapkan terima kasih, dan dengan segala kerendahan hati mohon
maaf bila ada kesalahan selama menjalani pendidikan ini. Semoga Allah SWT, Maha
pengasih dan penyayang, akan membalas semua amal kebaikan yang telah diberikan.
Amin.
Penulis menyadari bahwa isi penelitian ini masih perlu mendapat koreksi dan
masukan untuk kesempurnaan. Oleh karena itu Penulis berharap adanya kritik serta
saran untuk penyempurnaan tulisan ini. Semoga penelitian ini bermanfaat bagi kita
semua. Amin
Medan, Mei 2012
RIWAYAT HIDUP
I. IDENTITAS PRIBADI
Nama : dr. Siti Kemala Sari
Tempat/Tgl Lahir : Medan, 18 Desember 1979
Agama : Islam
Nama Suami : dr.Riza Hendrawan Nasution Sp.OG
Alamat : Jl. Senayan no 2 Medan 20217
II. PENDIDIKAN
SD Negeri 52 Padang Sidempuan, tamat tahun 1992 SMP Negeri 1 Padang Sidempuan, tamat tahun 1995. SMA Negeri 2 Padang Sidempuan, tamat tahun 1998.
Strata I (S1) Fakultas Kedokteran USU Medan, tamat tahun 2004.
III. PEKERJAAN
DAFTAR ISI
Halaman
ABSTRAK ……… i
ABSTRACT……… ii
UCAPAN TERIMA KASIH ……… iii
RIWAYAT HIDUP ……….. v
DAFTAR ISI ……….……… vi
DAFTAR GAMBAR ……….……… xi
DAFTAR TABEL ….……… xii
DAFTAR SINGKATAN …...……… xiii
DAFTAR LAMPIRAN ... xiv
BAB 1. PENDAHULUAN……… 1
1.1 Latar belakang ……… 1
1.2 Perumusan masalah ………... 3
1.3 Hipotesis ………... 4
1.4 Tujuan penelitian ……… 4
1.5 Manfaat penelitian ……… 4
1.6 Kerangka teori ……….…… 5
BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA………. 7
2.1 Latihan fisik ……… 7
2.2 Respon fisiologis terhadap latihan fisik……… 7
2.4 Dampak negatif radikal bebas selama latihan fisik ……… 9
2.5 Kerusakan jaringan akibat radikal bebas ………... 12
2.6 Antioksidan ………..……... 13
2.6.1 Antioksidan enzimatis………..…….. 13
2.6.2 Antioksidan non enzimatis……… 14
2.7 Jahe..………... 15
2.7.1 Taksonomi dan morfologi……..………... 15
2.7.2 Kandungan kimia ……….. 17
2.7.3 Farmakokinetik jahe ……...………... 18
2.7.4 Aktifitas antioksidan senyawa fenol pada jahe...………... 19
2.4 CMC………... 20
BAB 3. METODOLOGI PENELITIAN……….……… 21
3.1 Jenis penelitian ……….. 21
3.2 Tempat penelitian ………... 21
3.3 Waktu penelitian ………... 21
3.4 Sampel penelitian ……….. 21
3.5 Besar sampel ………... 22
3.6 Etika penggunaan hewan penelitian ……….. 24
3.7 Variabel penelitian …...……... 25
3.7.1 Variabel independent ……….…….. 25
3.7.2 Variabel dependent ……….…. 25
3.8 Defenisi operasional ... 25
3.10 Alat-alat penelitian...……….….. 26
3.11 Perhitungan dosis ekstrak metanol rimpang jahe……… 26
3.12 Pelaksanaan penelitian ……… 27
3.12.1 Pemeliharaan hewan coba ………. 27
3.12.2 Pemberian latihan fisik maksimal ………. 27
3.12.3 Sampling ekstrak metanol rimpang jahe ……….. 28
3.12.4 Pembuatan ekstrak jahe ………. 28
3.12.5 Prosedur pelaksanaan uji pengaruh pemberian ekstrak metanol rimpang jahe……… 29
3.12.6 Prosedur pemeriksaan dan pengamatan……….. 31
3.12.6.1 Pengamatan kadar MDA plasma mencit ………. 31
3.12.6.2 Pengamatan kadar MDA ototgastroknemius mencit …….. 32
3.12.7 Persiapan reagensia ……….. 33
3.13 Analisa data dan pengujian hipotesis ……… 33
BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN……….……. 35
4.1 Hasil penelitian ...……….. 35
4.1.1 Kadar MDA plasma mencit jantan dewasa ……….... 35
4.1.2 Kadar MDA otot gastroknemius mencit jantan dewasa ………… 36
BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN…………..……….…… 42
5.1 Kesimpulan ………. 42
5.2 Saran ……… 43
Daftar Gambar
No. Judul Halaman
1. Kerangka konsep penelitian ……… 6
2. Prosedur pelaksanaan penelitian ………... 30
3. Kadar MDA plasma mencit jantan dewasa………… ……… 36
Daftar Tabel
No. Judul Halaman
1. Komponen volatile dan non-volatile rimpang jahe……... 18
2. Hasil penelitian Wresdiyati et al, 2003………... 29
Daftar Singkatan
GSH-Px Glutation Peroksida
GSH-R Glutation reductase
MDA Malondialdehid
PUFA Polyunsaturated fatty acid
RAL Rancangan Acak Lengkap
ROS Reactive Oxygen Species
SOD Superdioksida Dismutase
Daftar Lampiran
Lampiran Judul Halaman
1. Kadar MDA plasma (nM/mL)mencit jantan dewasa……….. 48
2. Kadar MDA otot gastroknemius (nM/mg) mencit jantan dewasa.... 48
3. Test of normality... 49
4. Test of homogenity of variance ... 49
5. Test Anova ... 50
6. Notasi perbandiangan antara kandungan MDA darah dan otot gastroknemius pada beberapa kelompok perlakuan ……… 50
7. Test Post Hoc ……… 51
8. Surat Persetujuan Komite Etik……….. 52
ABSTRAK
Pengaruh pemberian ekstrak metanol rimpang jahe (Zingeber officinale Rosc.) telah dipelajari pada sampel plasma dan otot gastroknemius mencit jantan Mus Musculus L. Ekstrak metanol rimpang jahe diberikan secara oral dengan dosis 0,07mg/gBB, 0,14mg/gBB dan 0,28mg/gBB mencit sebelum berenang maksimal sampai lelah setiap hari selama lima hari. Sampel plasma darah dan otot gastroknemius mencit diambil segera setelah perlakuan renang maksimal selesai pada hari kelima, untuk dilakukan pemeriksaan kadar malondialdehid plasma dan otot gastroknemius. Pada pemberian 0,07mg/gBB mencit ekstrak metanol rimpang jahe, tidak mampu menurunkan kadar MDA plasma dan otot gastroknemius setelah latihan fisik maksimal. Sementara itu, pada pemberian dosis ekstrak metanol rimpang jahe sebesar 0,14mg/gBB dapat menurunkan kadar MDA plasma meskipun tidak signifikan, dan juga dapat menurunkan kadar MDA otot gastroknemius yang secara statistik signifikan (p<0,05). Sedangkan pada kelompok perlakuan yang mendapat ekstrak metanol rimpang jahe paling besar yaitu 0,28mg/gBB malah terjadi peningkatan kadar MDA yang mungkin disebabkan antioksidan berubah menjadi prooksidan pada dosis yang terlalu tinggi. Kesimpulannya ekstrak metanol rimpang jahe dengan dosis 0,14mg/gBB ,paling efektif menurunkan kadar MDA plasma dan otot gastroknemius mencit yang mendapat latihan fisik maksimal.
ABSTRACT
The effects of methanol extract from the rhizome ginger (Zingeber officinale roscoe) on strenuous exercise program was studied in plasma and gastrocnemius muscle samples obtained from male Mus Musculus L mice. Methanol extract was given in oral doses of 0,07 mg/g, 0,14 mg/g, and 0,28 mg/g of mice body weight before exhaustive swimming exercise program, daily for a period of five days. The plasma and gastrocnemius muscle samples from the mice were subjected to biochemical analysis after exhausted swimming in the fifth day to determine the level of malondialdehyde (MDA) of the plasma and gastrocnemius muscle. The
administration of 0,07 mg/g of ginger’s extract did not give any change of the
malondialdehyde level in the plasma as well as in the gastrocnemius muscle. On the other scene, the administration of 0,14 mg/g of the ginger’s extract will reduce the plasma level of malondialdehyde, but not statistically significant, and reduce the level of malondialdehyde in gastrocnemius muscle significantly (p<0,05). While the administration of 0,28 mg/g of ginger’s extract precisely increasing the level of malondialdehyde, this condition probably caused by the transition of anti oxidant into
pro oxidant in the higher dose of ginger’s extract. In conclusion, the most effective
dose of methanol extract from Zingeber officinale Roscoe to reduce the level of malondialdehyde is 0,14 mg/g.
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Latihan fisik secara teratur memberikan banyak manfaat bagi kesehatan
termasuk mengurangi risiko penyakit kardiovaskuler, osteoporosis, dan penyakit
diabetes (Senturk et al., 2001). Latihan fisik berat pada individu yang tidak
terkondisi atau tidak terbiasa melakukan aktifitas fisik akan mengakibatkan
kerusakan oksidatif dan injuri otot (Evans, 2000).
Menurut Ji (1999), selama aktifitas fisik maksimal, konsumsi oksigen seluruh
tubuh meningkat sampai 20 kali, sedangkan konsumsi oksigen pada serabut otot
diperkirakan meningkat 100 kali lipat. Meningkatnya ambilan oksigen pada sel otot
yang aktif, meningkatkan produksi radikal bebas yang menyebabkan terjadinya stress
oksidatif pada tikus (Senturk et al., 2001) dan manusia (Sonneborn and Barbee,
1998; Pedersen and Hoffman-Goetz, 2000; Senturk et al., 2005).
Manfaat latihan fisik akan hilang bila latihan fisik dilakukan sampai kelelahan.
Latihan fisik maksimal yang melelahkan, terutama bila dilakukan sekali-sekali, dapat
menyebabkan kerusakan struktur atau reaksi inflamasi pada otot. Kerusakan ini,
berhubungan dengan, paling tidak sebagian diantara kerusakan tersebut diakibatkan
oleh oksidan yang dihasilkan oleh latihan fisik (Thirumalai et al., 2011).
Radikal bebas merupakan atom atau molekul yang memiliki elektron tidak
2
Radikal bebas berbahaya jika menjadi sangat reaktif dalam mendapatkan pasangan
elektronnya, sehingga dapat bereaksi dengan berbagai biomolekul penting seperti
protein, asam lemak tak jenuh dan lipoprotein, serta unsur DNA (Winarsi, 2007).
Mekanisme kerusakan sel atau jaringan akibat serangan radikal bebas yang
paling awal diketahui dan terbanyak diteliti adalah peroksidasi lipid, kemudian
diakumulasikan sebagai aldehid, meliputi malondialdehid (MDA), sehingga MDA
dapat digunakan sebagai indikator stres oksidatif, yang dapat ditentukan dalam suatu
pengukuran asam tiobarbiturat (Winarsi, 2007).
Peningkatan peroksidasi lipid pada komponen membran sel otot gastroknemius
dijumpai pada sekelompok tikus yang mendapat perlakuan renang sekuat-kuatnya
sampai kelelahan sehingga hampir tenggelam selama kurang lebih 45 menit setiap
hari selama 5 hari yang dilakukan oleh Thirumalai et al, (2011). Reaksi peroksidasi
lipid pada membran sel akan menyebabkan berkurangnya cairan membran,
ketidakmampuan mempertahankan konsentrasi ion, pembengkakan sel dan inflamasi
jaringan (Thirumalai et al, 2011).
Kemampuan menetralisir senyawa oksidan sebenarnya sudah dimiliki oleh
tubuh atau sel itu sendiri. Secara alamiah dalam sel terdapat berbagai antioksidan
baik enzimatis maupun non enzimatis yang berfungsi sebagai pertahanan bagi
organel-organel sel dari pengaruh kerusakan reaksi radikal bebas (Evans, 2000).
Belum sepenuhnya diketahui apakah antioksidan natural tubuh yang berperan
3
aktivitas fisik maksimal atau apakah diperlukan suplemen tambahan (Clarkson and
Thompson, 2000).
Jahe (Zingiber officinale Rosc.) sebagai tanaman rempah-rempah dan banyak
dimanfaatkan untuk berbagai keperluan lain seperti obat tradisional (Paimin, 2008)
telah diidentifikasi mengandung antioksidan yang tinggi (Winarsi, 2007). Kikuzaki
dan Nakatani (1993) juga meyakini bahwa efek antioksidan jahe ini karena adanya
kandungan senyawa fenolik. Senyawa fenolik adalah senyawa organik yang
memiliki minimal satu cincin aromatik dengan satu atau lebih gugus hidroksil.
Senyawa fenolik dapat berfungsi sebagai antioksidan karena kemampuannya dalam
menstabilkan radikal bebas, yaitu dengan memberikan atom hidrogen secara cepat
kepada radikal bebas ( Nabet, 1996). Dengan sifatnya tersebut, senyawa fenolik ini
dapat melindungi sel dari kerusakan oksidatif.
Berdasar uraian di atas dapat disimpulkan bahwa latihan fisik maksimal dapat
menyebabkan terjadinya stress oksidatif. Oleh karena antioksidan, termasuk jahe
dapat mengurangi aktifitas radikal bebas, maka akan dilakukan penelitian tentang
pengaruh pemberian ekstrak metanol rimpang jahe tehadap kadar MDA plasma dan
MDA otot gastroknemius mencit yang diberi latihan fisik maksimal.
1.2. Perumusan Masalah
Masalah dalam penelitian ini adalah: apakah pemberian ekstrak metanol
rimpang jahe dapat menurunkan kadar MDA plasma dan MDA otot gastroknemius
4
1.3.Hipotesis
Yang menjadi hipotesa pada penelitian ini adalah: pemberian ekstrak metanol
rimpang jahe dapat menurunkan kadar MDA plasma dan MDA otot gastroknemius
mencit yang diberi latihan fisik maksimal.
1.4. Tujuan penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui bagaimana pengaruh pemberian
ekstrak metanol rimpang jahe terhadap kadar MDA plasma dan MDA otot
gastroknemius akibat stres oksidatif yang ditimbulkan dari latihan fisik maksimal
pada mencit jantan dewasa (Mus musculus L)
1.5. Manfaat penelitian
Hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi ilmiah bagi
masyarakat yang sering beraktifitas berat, tidak sempat beristirahat dan bagi ilmu
olahraga tentang manfaat pemberian ekstrak rimpang jahe bagi calon atlit yang
melakukan latihan fisik maksimal dalam rangka mengingkatkan prestasi atlit. Bagi
ilmu kedokteran, hasil penelitian ini dapat dijadikan sebagai salah satu acuan untuk
menjaga status kesehatan dan bisa dijadikan referensi lanjutan untuk penelitian
5
1.6. Kerangka teori
Aktifitas fisik yang berat ternyata akan menimbulkan perubahan metabolisme
dalam tubuh yang akan menghasilkan radikal bebas (Chevion, 2003).
Meningkatnya kadar radikal bebas yang melebihi kemampuan antioksidan endogen
akan menyebabkan stress oksidatif (Leeuwenburgh, 2001). Stress oksidatif dapat
terjadi pada orang yang melakukan aktifitas fisik akut baik yang belum beradaptasi
maupun yang sudah beradaptasi yang dapat menyebabkan kerusakan enzim, reseptor
protein, lipid membran dan DNA (Leeuwenburgh, 2001).
Stres oksidatif akan menyebabkan terjadinya peroksidasi lipid dalam membran
sel yang dapat mendegradasi asam lemak tak jenuh, kemudian
mengakumulasikannya menjadi aldehid, meliputi MDA. Beberapa penelitian telah
membuktikan rimpang jahe memiliki aktivitas antioksidan yang sangat kuat dan
karenanya dapat menghambat peroksidasi lipid, maka diharapkan pemberian rimpang
jahe sebelum latihan fisik maksimal renang dapat mengurangi efek oksidan dari stres
oksidatif atau mengurangi kadar MDA plasma dan MDA otot gastroknemius mencit
6
Gambar 1 : Kerangka konsep penelitian “Pengaruh pemberian ekstrak metanol
rimpang jahe (Zingeber officinale Rosc.) terhadap kadar malondialdehid (MDA) plasma dan otot gastroknemius mencit setelah latihan fisik maksimal”
Ambilan oksigen
ROS
Metabolisme aerobik sel-sel otot
Ambilan oksigen
ROS <<< Metabolisme aerobik
sel-sel otot
Ekstrak metanol rimpang jahe oral Latihan fisik maksimal
renang
Latihan fisik maksimal renang
Peroksidasi lipid Peroksidasi lipid
MDA plasma MDA otot gastroknemius
7
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Latihan Fisik
Menurut Caspersen, (1985) istilah " latihan fisik" dan "aktivitas fisik" sering
tertukar penggunaannya. Aktivitas fisik diartikan pada gerakan tubuh yang dihasilkan
oleh otot rangka yang mengeluarkan energi, yang pada masing-masing orang
bervariasi (diukur oleh kilokalori). Latihan fisik adalah subkategori dari aktivitas fisik
yang direncanakan, terstruktur, berulang, dan bermanfaat dalam arti untuk perbaikan
atau pemeliharaan dari satu atau lebih komponen kebugaran fisik pada seseorang.
2.2. Respon fisiologis terhadap latihan fisik
Menurut Ji (1999), selama aktifitas fisik maksimal, konsumsi oksigen seluruh
tubuh meningkat sampai 20 kali, sedangkan konsumsi oksigen pada serabut otot
diperkirakan meningkat 100 kali lipat, sebagian kecil dari oksigen tersebut
±2-4% akan dirubah menjadi superoksida melalui transport elektron.
Pada latihan fisik energi yang diperlukan akan bertambah. Penambahan energi
tersebut dapat dilaksanakan dengan menggunakan sistem aerobik dan anaerobik. Bila
digunakan sistem energi aerobik, maka diperlukan penambahan pasokan oksigen,
namun penambahan pasokan oksigen ini memerlukan waktu, karena memerlukan
8
Bila latihan tersebut terjadi dengan intensitas tinggi dan dalam jangka waktu
yang pendek, maka peningkatan pasokan oksigen belum terpenuhi, sehingga terpaksa
digunakan sistem anaerobik yang produk akhirnya adalah asam laktat. Asam laktat
akan menurunkan pH dalam otot maupun darah. Selanjutnya penurunan pH ini akan
menghambat kerja enzim-enzim glikolitik dan mengganggu reaksi kimia didalam sel
otot. Keadaan ini akan mengakibatkan kontraksi otot bertambah lemah dan akhirnya
otot mengalami kelelahan (Widiyanto, 2007).
Apabila melakukan latihan fisik maksimal secara teratur, maka produksi asam
laktat menjadi lebih sedikit pada saat melakukan latihan fisik maksimal. Selain itu,
respon fisiologis tubuh juga mengalami perubahan saat melakukan latihan fisik
maksimal, perubahan tersebut antara lain konsumsi oksigen dan produksi CO2
menjadi lebih sedikit, ventilasi secara dramatis menurun. Walaupun ventilasi
menurun, PCO2 dan pH arteri tetap normal (Casaburi, 1992).
2.3. Radikal bebas
Radikal bebas adalah atom atau molekul yang mempunyai elektron yang tidak
berpasangan pada orbital terluarnya (Clarkson and Thompson, 2000). Kebanyakan
radikal bebas bereaksi secara cepat dengan atom lain untuk mengisi orbital yang tidak
berpasangan, sehingga radikal bebas normalnya berdiri sendiri hanya dalam periode
waktu yang singkat sebelum menyatu dengan atom lain. Simbol untuk radikal bebas
9
ROS (Reactive Oxygen Species) adalah senyawa pengoksidasi turunan oksigen
yang bersifat sangat reaktif yang terdiri atas kelompok radikal bebas dan kelompok
nonradikal. Kelompok radikal bebas antara lain superoxide anion (O2·-), hydroxyl radicals (OH·), dan peroxyl radicals (OOH·). Yang nonradikal misalnya hydrogen
peroxide (H2O2), dan organic peroxides (ROOH) ( Cooper et al., 2002).
Radikal bebas diproduksi tubuh secara alami melalui proses metabolik oksidatif
di mitokondria untuk menghasilkan energi (Cooper et al., 2002.; Schneider and
Oliveira, 2004). Pada keadaan normal, radikal bebas terbentuk sangat perlahan, 5%
dari konsumsi oksigen akan membentuk radikal bebas kemudian dinetralisir oleh
antioksidan yang ada dalam tubuh.
2.4. Dampak negatif radikal bebas selama aktifitas fisik
Radikal bebas dapat terbentuk selama dan setelah latihan oleh otot yang
berkontraksi serta jaringan yang mengalami iskemik-reperfusi (Chevion et al., 2003).
Bila laju pembentukan radikal bebas sangat meningkat melebihi 5% karena terpicu
oleh aktifitas yang berat dan melelahkan, jumlah radikal bebas akan melebihi
kemampuan kapasitas sistem pertahanan antioksidan. Radikal bebas ini dapat
menyerang asam lemak tak jenuh ganda pada membran sel sehingga mengakibatkan
kerusakan sel-sel otot dan tulang yang aktif bekerja. Kelelahan dan nyeri pada otot
yang aktif yang sering menyertai latihan fisik yang berat dan melelahkan, merupakan
10
Mekanisme terbentuknya radikal bebas selama latihan fisik maksimal:
1. Kebocoran elektron
Pada latihan fisik terjadi peningkatan konsumsi oksigen sampai 20 kali, bahkan
dalam otot dapat mencapai 100 kali. Pada penggunaan oksigen yang berlebih ini,
dapat terjadi kebocoran radikal superoksida, akibat lepasnya elektron superoksida
dari mitokondria saat terjadinya metabolisme fosforilasi oksidatif untuk
menghasilkan energi yang digunakan selama latihan fisik (Cooper, 2002).
2. Proses iskemia-referfusi
Pada saat latihan fisik maksimal, terjadi hipoksia relatif sementara di jaringan
beberapa organ yang tidak aktif seperti ginjal, hati dan usus. Hal ini untuk
kompensasi peningkatan pasokan darah ke otot yang aktif dan kulit. Setelah
latihan fisik selesai, darah dengan cepat kembali ke berbagai organ yang
kekurangan aliran darah tadi. Proses ini disebut ”reperfusion” dan hal ini dikaitkan
dengan terbebaskannya oksidan dalam jumlah besar (Cooper, 2002; Chevion et al.,
2003).
Reperfusi dapat berujung pada meningkatnya produksi ROS melalui konversi
xanthine dehydrogenase (XD) menjadi xanthine oxidase (XO). Keduanya
mengkatalase perubahan hypoxanhine menjadi xanthine dan asam urat. XD
berperan pada saat kebutuhan oksigen cukup, sedang XO berperan pada keadaan
iskemia. Hanya katalase yang melibatkan XO yang akan menghasilkan radikal
11
oksidatif sampai beberapa jam setelah latihan fisik maksimal, dan tidak terbatas
pada otot rangka saja (Cooper et al, 2002).
3. Netrofil dan respon inflamasi
PMN akan diaktivasi saat terjadi kerusakan otot atau jaringan lunak, yang
disebabkan oleh radikal bebas atau regangan sederhana atau tekanan mekanik.
Pada respon akut, PMN akan bergerak menuju tempat cedera karena ditarik oleh
kemotaktik faktor yang diproduksi oleh sel yang rusak.
Menurut Slater, 1984 radikal bebas dapat merusak sel melalui beberapa jalur
perusakan membran sel :
1. radikal bebas berikatan secara kovalen dengan enzim dan/atau reseptor yang
berada di membran sel, sehingga merubah aktivitas komponen-komponen yang
terdapat pada membran sel tersebut;
2. radikal bebas berikatan secara kovalen dengan komponen membran sel, sehingga
merubah struktur membran dan mengakibatkan perubahan fungsi membran
dan/atau mengubah karakter membran menjadi seperti antigen;
3. radikal bebas mengganggu sistem transport membran sel melalui ikatan kovalen,
mengoksidasi kelompok thiol, atau dengan merubah asam lemak polyunsaturated;
4. radikal bebas menginisiasi peroksidasi lipid secara langsung terhadap asam lemak
polyunsaturated dinding sel. Radikal bebas akan menyebabkan terjadinya
12
rantai yang makin panjang dan dapat merusak organisasi membran sel. Peroksidasi
ini akan mempengaruhi fluiditas membran, cross-linking membran, serta struktur
dan fungsi membran.
2.5. Kerusakan jaringan akibat radikal bebas
Mekanisme kerusakan sel atau jaringan akibat serangan radikal bebas yang
paling awal diketahui dan terbanyak diteliti adalah peroksidasi lipid.
Peroksidasi lipid paling banyak terjadi di membran sel, terutama asam lemak
tidak jenuh yang merupakan komponen penting penyusun membran sel. Pengukuran
tingkat peroksidasi lipid diukur dengan mengukur produk akhirnya, yaitu
malondialdehid (MDA), yang merupakan produk oksidasi asam lemak tidak jenuh
dan yang bersifat toksik terhadap sel. MDA dapat berikatan dengan berbagai molekul
biologis seperti protein, asam nukleat, dan amino fosfolipid secara kovalen
(Winarsi, 2007).
Produk peroksidasi lipid, yaitu MDA dapat bereaksi dengan Thiobarbituric
Acid (TBA) akan membentuk kromogen berwarna merah. Absorbsinya dapat diukur
dengan menggunakan spektrofotometer UV pada panjang gelombang 532 nm, dan
dari absorbansi tersebut dapat ditentukan kadar MDA secara kuantitatif dalam sampel
tertentu, seperti pada jaringan, dan plasma. Peningkatan kadar MDA menunjukkan
secara tidak langsung terjadi peningkatan stres oksidasi (Slater, 1984; Powers and
13
Penelitian yang dilakukan oleh Qiao et al, (2006) terhadap mencit yang diberi
latihan renang maksimal sampai kelelahan dijumpai peningkatan MDA otot anggota
gerak bawah. Penelitian yang dilakukan oleh Thirumalai et al, (2011) pada tikus yang
diberi latihan renang sampai kelelahan dijumpai peningkatan kadar MDA jaringan
otot gastroknemius sebanyak 131% dibanding kelompok kontrol.
2.6. Antioksidan
Tubuh manusia mempunyai beberapa mekanisme untuk bertahan terhadap
radikal bebas dan ROS lainnya. Pertahanan yang bervariasi saling melengkapi satu
dengan yang lain karena bekerja pada oksidan yang berbeda atau dalam bagian
seluler yang berbeda (Tuminah, 2000).
Secara umum pengertian antioksidan adalah senyawa yang mampu menangkal
atau meredam efek negatif oksidan dalam tubuh, bekerja dengan cara mendonorkan
satu elektronnya kepada senyawa yang bersifat oksidan sehingga aktifitas senyawa
oksidan tersebut dapat dihambat (Winarsi, 2007).
Antioksidan dikelompokkan menjadi 2, yaitu :
1. Antioksidan enzimatis
2. Antioksidan non enzimatis
2.6.1 Antioksidan Enzimatis
Antioksidan enzimatis merupakan antioksidan endogenus, yang termasuk
didalamnya adalah enzim superoksida dismutase (SOD), katalase, glutation
14
Tuminah, 2000,). Sebagai antioksidan, enzim-enzim ini bekerja menghambat
pembentukan radikal bebas, dengan cara memutuskan reaksi berantai (polimerisasi),
kemudian mengubahnya menjadi produk yang lebih stabil, sehingga antioksidan
kelompok ini disebut juga chain-breaking-antioxidant (Winarsi, 2007).
Antioksidan enzimatik diaktivasi secara selektif selama latihan fisik berat
tergantung pada stres oksidatif jaringan dan kapasitas pertahanan antioksidan. Otot
rangka mengalami stres oksidatif lebih besar dibandingkan hati atau jantung karena
peningkatan produksi ROS. Oleh karena itu, otot membutuhkan perlindungan
antioksidan melawan kerusakan oksidatif yang mungkin terjadi selama dan sesudah
latihan fisik (Ji, 1999).
SOD, katalase, dan glutation peroksidase merupakan pertahanan primer
melawan pembentukan ROS selama latihan fisik, dan aktivitas enzim – enzim ini
diketahui meningkat sebagai respons terhadap latihan fisik baik pada penelitian
binatang maupun manusia (Ji, 1999). Enzim katalase dan glutation peroksidase
bekerja dengan cara mengubah H2O2 menjadi H2O dan O2 sedangkan SOD bekerja
dengan cara mengkatalisis reaksi dismutasi dari radikal anion superoksida menjadi
H2O2 (Langseth L, 1995; Winarsi, 2007).
2.6.2. Antioksidan Non-enzimatis
Antioksidan non-enzimatis disebut juga antioksidan eksogenus, antioksidan
ini bekerja secara preventif, dimana terbentuknya senyawa oksigen reaktif dihambat
15
rempah-rempah. Komponen yang bersifat antioksidan dalam sayuran, buah dan
rempah-rempah meliputi vitamin C, vitamin E, β-karoten, flavonoid, isoflavon,
flavon, antosianin, katekin dan isokatekin (Kahkonen, et al., 1999).
Senyawa-senyawa fitokimia ini membantu melindungi sel dari kerusakan oksidatif
yang disebabkan oleh radikal bebas.
2.7. Jahe
Tanaman jahe telah lama dikenal dan tumbuh baik di negara kita. Jahe
(Zingiber officinale Rosc.) merupakan salah satu rempah penting. Rimpangnya sangat
luas dipakai, antara lain sebagai bumbu masak, minuman, serta permen juga
digunakan dalam ramuan obat tradisional, yang berfungsi sebagai stimulansia,
karminativa, diaforetika, mengatasi kolik dan batuk kering (Rukmana, 2000).
2.7.1 Taksonomi dan Morfologi
Kedudukan tanaman jahe dalam sistematika (taksonomi) tumbuhan adalah :
Kingdom : Plantae
Divisi : Spermatophyta
Subdivisi : Angiospermae
Kelas : Monocotyledonae
Ordo : Zingiberales
Famili : Zingiberaceae
Subfamili : Zingiberoidae
Genus : Zingiber
16
Tanaman jahe merupakan terna tahunan, berbatang semu dengan tinggi antara
30 cm-75 cm, berdaun sempit memanjang menyerupai pita. Tanaman jahe hidup
merumpun, menghasilkan rimpang dan berbunga.
Berdasarkan ukuran dan warna rimpangnya, jahe dapat dibedakan menjadi 3
(tiga) varietas, yaitu:
1. Jahe besar (jahe gajah)
Ditandai dengan ukuran rimpang yang besar, berwarna muda atau kuning,
berserat halus dan sedikit, beraroma maupun berasa kurang tajam.
2. Jahe Putih kecil (Jahe Emprit)
Jahe ini ditandai dengan ukuran rimpang yang termasuk kategori sedang,
dengan bentuk agak pipih. Berwarna putih, berserat lembut, dan beraroma
serta berasa tajam.
3. Jahe Merah
Jahe ini ditandai dengan ukuran rimpang yang kecil. Berwarna merah jingga,
berserat kasar, beraroma serta berasa sangat tajam (pedas)
Jahe merah dan jahe kecil banyak dimanfaatkan sebagai bahan obat-obatan.
17
2.7.2. Kandungan kimia
Rimpang jahe mengandung 2 komponen, yaitu:
1. Volatile oil (minyak menguap)
Biasa disebut minyak atsiri merupakan komponen pemberi aroma yang khas
pada jahe, umumnya larut dalam pelarut organik dan tidak larut dalam air.
Minyak atsiri merupakan salah satu dari dua komponen utama minyak jahe.
Jahe kering mengandung minyak atsiri 1-3%, sedangkan jahe segar yang tidak
dikuliti kandungan minyak atsiri lebih banyak dari jahe kering. Bagian tepi dari
umbi atau di bawah kulit pada jaringan epidermis jahe mengandung lebih
banyak minyak atsiri dari bagian tengah demikian pula dengan baunya.
Kandungan minyak atsiri juga ditentukan umur panen dan jenis jahe. Pada
umur panen muda, kandungan minyak atsirinya tinggi. Sedangkan pada umur
tua, kandungannyapun makin menyusut walau baunya semakin menyengat.
2. Non-volatile oil (minyak tidak menguap)
Biasa disebut oleoserin salah satu senyawa kandungan jahe yang sering
diambil, dan komponen pemberi rasa pedas dan pahit. Sifat pedas tergantung
dari umur panen, semakin tua umurnya semakin terasa pedas dan pahit.
Oleoserin merupakan minyak berwarna coklat tua dan mengandung minyak
atsiri 15-35% yang diekstraksi dari bubuk jahe. Kandungan oleoserin dapat
menentukan jenis jahe. Jahe yang rasa pedasnya tinggi, seperti jahe emprit,
mengandung oleoserin yang tinggi sedangkan jenis jahe badak rasa pedas
18
Jenis pelarut yang digunakan, pengulitan serta proses pengeringan dengan sinar
matahari atau dengan mesin mempengaruhi terhadap banyaknya oleoserin yang
dihasilkan.
Tabel 1. Komponen Volatil dan Nonvolatil Rimpang Jahe
Fraksi Komponen
Volatile
(-)-zingeberene,(+)-ar-curcumene,(-)-β
-sesquiphelandrene,-bisaboline, -pinene, bornyl acetat, borneol, camphene, -cymene,
cineol, cumene, β-elemene, farnesene, β-phelandrene, geraneol,
limonene, linalool, myrcene, β-pinene, sabinene.
Nonvolatil Gingerol, shogaol, gingediol, gingediasetat, Gingerdion, Gingerenon
Sumber : WHO Monographs on selected medicinal plants Vol 1,1999
2..7.3. Farmakokinetik jahe
Menurut Zick et al ., 2008, pada manusia konjugat jahe mulai muncul 30
menit setelah pemberian melalui oral, dan mencapai Tmax antara 45 -120 menit,
dengan t½ eliminasi 75 – 120 menit pada dosis 2 gram. Pada uji ini tidak ada efek
samping dilaporkan setelah menggunakan 2 g ekstrak jahe.
Menurut Kikuzaki and Nakatani, (1993) aktivitas antioksidan senyawa
gingerol dimulai pada konsentrasi 50 – 200 μM. Pada konsentrasi 50 μM, aktivitas
antioksidan (6)-gingerol lebih kecil dari (6)-shogaol dan (6)-gingerdiol.
Jahe dapat menghambat waktu terjadinya oksidasi lipida dari 20 detik menjadi 10
menit. Efektivitas antioksidan pada jahe meningkat terus hingga pH 7 dalam
19
Pada pH basa, faktor protektifnya turun atau meningkat tergantung jumlah ekstrak
yang ditambahkan. Distribusi komponen antioksidan pada rimpang jahe merata.
2.7.4. Aktivitas Antioksidan Senyawa Fenol Pada Jahe
Beberapa penelitian telah banyak membuktikan jahe memiliki aktivitas
antioksidan. Kandungan senyawa jahe yang berpengaruh dalam aktivitas antioksidan
juga telah ditemukan. Menurut Kusumaningati (2009) kemampuan jahe sebagai
antioksidan alami tidak terlepas dari kadar komponen fenolik total yang terkandung
di dalamnya, dimana jahe memiliki kadar fenol total yang tinggi dibandingkan kadar
fenol yang terdapat dalam tomat dan mengkudu.
Zakaria (2000) menjelaskan bahwa beberapa senyawa turunan fenol dalam jahe yang
mempunyai aktivitas antioksidan tinggi diantaranya adalah:
1. Gingerol
Gingerol komponen yang berpengaruh dalam sifat pedas jahe dan merupakan
komponen yang memiliki potensi antioksidan paling besar. Gingerol labil terhadap
perubahan suhu selama proses pengolahan dan penyimpanan.
2. Shogaol
Shogaol merupakan senyawa pedas dalam jahe yang mempunyai struktur mirip
dengan zingerol, kandungan senyawa ini sedikit bila dibandingkan dengan
zingerol tetapi sifat pedasnya lebih kuat.
Fenol adalah senyawa yang mempunyai sebuah cincin aromatik dengan satu
20
menyumbangkan atom hidrogen kepada radikal bebas, sebagai akibat senyawa
tersebut mampu mengubah sifat radikal menjadi nonradikal dan terjadi perubahan
oksidasi radikal oleh antioksidan (Widiyanti, 2009).
Hasil penelitian Kikuzaki and Nakatani (1993) menyatakan bahwa oleoresin
jahe yang mengandung gingerol memiliki daya antioksidan melebihi α tokoferol,
sedangkan hasil penelitian Ahmed et al (2000) menyatakan bahwa jahe memiliki
daya antioksidan yang sama dengan vitamin C.
Zakaria et al (2000) melakukan penelitian terhadap 24 mahasiswa pesantren
yang diberi minuman jahe selama 30 hari, memberikan hasil bahwa minuman jahe
dapat menurunkan kadar MDA plasma dibandingkan kelompok kontrol yang tidak
diberi minuman jahe, dari hasil ini menyatakan bahwa jahe berperan sebagi
antioksidan dalam proses peroksidasi lipid yang dapat diukur dari kadar MDA
plasma.
2.8. CMC (Carboksil Metil Selulosa)
CMC adalah polimer alami selulosa yang bersifat non toksik dan non iritan,
digunakan secara luas sebagai aditif dalam makanan, farmasi , dan kosmetik. Polimer
selulosa ini mendapat penambahan gugus metil sehingga menjadi metil selulosa,
yang berfungsi sebagai penstabil bahan, menghomogenkan dua jenis larutan yang
berbeda, pelarut tablet dan kapsul disentegrasi, peningkat viskositas, dan
pengabsorbsi air.
21
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1.Jenis Penelitian
Jenis penelitian ini adalah penelitian eksperimental.
3.2. Tempat Penelitian
Penelitian dilakukan di Laboratorium Biologi FMIPA-USU Medan, untuk
pembuatan ekstrak metanol rimpang jahe dilakukan di Laboratorium Fitofarmaka
Fakultas Farmasi USU Medan, untuk pemeriksaan kadar MDA dilakukan di
Laboratorium Terpadu dan Laboratorium Biokimia Fakultas Kedokteran USU
Medan.
3.3. Waktu Penelitian
Penelitian dilakukan selama 2 bulan yaitu mulai dari bulan Desember 2011
sampai Januari 2012.
3.4. Sampel Penelitian
Sampel yang digunakan dalam penelitian ini adalah mencit jantan (Mus
musculus L) strain DD Webster yang sehat, umur 8-11 minggu, berat badan
antara 20 - 35 gram dan belum pernah digunakan untuk percobaan lain yang
22
3.5. Besar sampel
Besar sampel di hitung berdasar rumus Federer (1963):
(t-1) (n-1) ≥ 15.
t = jumlah perlakuan (dalam hal ini ada 5 kelompok perlakuan)
n = jumlah ulangan perkelompok,
(5-1) (n-1) ≥ 15
4 (n-1) ≥ 15
4n-4 ≥ 15
4n ≥ 15 + 4
n ≥ 19 4 n ≥ 5
maka jumlah n yang diharapkan adalah 5 Sehingga jumlah keseluruhan hewan coba
yang diperlukan dalam penelitian ini adalah sebanyak 25 ekor dan untuk menjaga
adanya kematian dalam penelitian hewan yang digunakan ditambahkan 3 ekor setiap
23
Rancangan penelitian:
a.Kelompok I Kontrol (K) = terdiri dari 5 ekor mencit jantan dewasa yang diberi
aquadest 0,5 ml secara oral selama 5 hari diukur kadar MDA plasma
dan MDA otot gastroknemius.
b.Kelompok II (P1) = terdiri dari 5 ekor mencit jantan dewasa yang diberi larutan
aquadest 0,5 ml secara oral selama 5 hari yang selalu diikuti dengan latihan fisik
maksimal renang selama 40-45 menit, pada hari ke 5 setelah semua perlakuan
selesai dilakukan diukur kadar MDA plasma dan MDA otot gastroknemius.
c.Kelompok III (P2) = terdiri dari 5 ekor mencit jantan dewasa yang diberi
ekstrak metanol rimpang jahe yang dilarutkan dalam larutan CMC 2% dengan
dosis 0,07 mg/gBB mencit selama 5 hari yang selalu diikuti dengan latihan fisik
renang selama 40-45 menit diukur kadar MDA plasma dan MDA otot
gastroknemius.
d.Kelompok IV (P3) = terdiri dari 5 ekor mencit jantan dewasa yang diberi ekstrak
metanol rimpang jahe yang dilarutkan dalam larutan CMC 2% dengan dosis
0,14 mg/gBB mencit selama 5 hari yang selalu diikuti dengan latihan fisik renang
selama 40-45 menit diukur kadar MDA plasma dan MDA otot gastroknemius.
e. Kelompok V (P4) = terdiri dari 5 ekor mencit jantan dewasa yang diberi
ekstrak metanol rimpang jahe yang dilarutkan dalam larutan CMC 2% dengan
dosis 0,28mg/gBB mencit selama 5 hari yang selalu diikuti dengan latihan fisik
renang selama 40-45 menit diukur kadar MDA plasma dan MDA otot
24
Prosedur kerja penelitian “Pengaruh pemberian ekstrak metanol rimpang jahe
(Zingeber officinale Rosc.) terhadap kadar MDA plasma dan MDA otot
gastroknemius mencit setelah latihan fisik maksimal.”
K aquadest 0,5 ml per oral selama 5 hari
P1 aquadest 0,5 ml per oral renang maksimal
selama 5 hari
P2 Ekstrak metanol rimpang jahe 0,07 mg/ gBB per oral renang
maksimal selama 5 hari
P3 Ekstrak metanol rimpang jahe 0,14 mg/gBB per oral renang
maksimal selama 5 hari
P4 Ekstrak metanol rimpang jahe 0,28 mg/gBB per oral renang
maksimal selama 5 hari
3.6. Etika Penggunaan Hewan Penelitian
Penggunaan dan penanganan hewan di laboratorium penelitian dilakukan
sesuai dengan aturan etika penelitian hewan yang diatur dalam Deklarasi Helsinki
untuk memperoleh “Ethical clearance” dari komite etik dan komite ilmiah penelitian
25
3.7. Variabel Penelitian 3.7.1 Variabel Independent
1. Latihan fisik maksimal. 2. Ekstrak metanol rimpang jahe
3.7.2 Variabel dependent
1. Kadar MDA plasma mencit.
2. Kadar MDA otot gastroknemius mencit.
3.8. Definisi operasional
1.Latihan fisik maksimal : mencit melakukan aktifitas berenang sekuat-kuatnya
sampai hampir tenggelam atau tampak tanda-tanda kelelahan berupa
tenggelamnya hampir semua badan kecuali hidung dan melemahnya gerakan
anggota gerak. Lamanya renang ± 40-45 menit (Thirumalai et al., 2011)
2.Ekstrak : adalah sediaan kering, kental atau cair dibuat dengan menyari
simplisia nabati menurut cara yang cocok, di luar pengaruh cahaya matahari
langsung.
3.Simplisia adalah bahan alam yang digunakan sebagai obat yang belum
mengalamai pengolahan apapun juga, berupa bahan yang telah dikeringkan.
4.Kadar MDA plasma : jumlah kadar MDA (mikromol) dalam 1 ml plasma darah.
5.Kadar MDA otot gastroknemius : jumlah kadar MDA (mikromol) dalam 1 mg
26
3.9. Bahan Penelitian
Ekstrak metanol rimpang jahe, aquadest, standar malondialdehid.
Reagensia:
1. 2-Thiobarbiturat acid
2. Standar MDA
3. Acetic acid glacial
4. Sodium hydroxide (NaOH)
3.10. Alat-alat Penelitian
Jarum oval (Gavage), spuit 1 ml, bak bedah dan dissecting set, cawan petri,
batang pengaduk, waterbath, timbangan merek OHAUSS, timbangan merek
Sartorius, vertex, mixer, sentrifuse effendrop, spektrofotometri, labu ukur, labu
Erlenmeyer, Buret, mikroskop cahaya merk Olympus.
3.11. Perhitungan Dosis ekstrak metanol rimpang jahe:
Dosis ekstrak metanol rimpang jahe yang dipakai pada penelitian adalah
0,07 mg/grBB mencit, 0,14 mg/gr BB mencit, dan 0,28 mg/grBB mencit. (Yenita,
2010).
Jahe diberikan kepada mencit dengan cara : ekstrak jahe dilarutkan dengan larutan
CMC 2%, dan dicekokan secara langsung ke dalam lambung mencit, dilakukan
27
Cara pembuatan larutan ekstrak metanol jahe dan CMC 2 % adalah dalam bentuk
5 % ekstrak metanol jahe.
5 gr/100 ml 5000 mg/ 100 ml
50 mg/ ml
50 mg ekstrak jahe dalam 100 ml larutan CMC 2 %.
3.12. Pelaksanaan Penelitian 3.12.1. Pemeliharaan hewan coba
Mencit diaklimatisasi selama satu minggu dan ditempatkan di dalam kandang
yang terbuat dari bahan plastik (ukuran 30x20x10cm) yang ditutup dengan kawat
kasa. Dasar kandang dilapisi dengan sekam padi setebal 0,5-1cm dan diganti setiap
hari. Cahaya ruangan dikontrol persis 12 jam terang (pukul 06.00 sampai dengan
pukul 18.00) dan 12 jam gelap (pukul 18.00 sampai dengan pukul 06.00), sedangkan
suhu dan kelembapan ruangan dibiarkan berada pada kisaran alamiah. Pakan (pelet
komersial B551) dan minum (air PAM) disuplai setiap hari secara berlebih.
3.12.2. Pemberian latihan fisik maksimal
Latihan fisik maksimal dilakukan dengan cara berenang sampai kelelahan
(Thirumalai et al., 2011). Mencit berenang di dalam wadah plastik ( 100 x 50 x 80
cm) yang diisi dengan air setinggi 60 cm, tidak ada jalan keluar dari wadah. Semua
mencit akan berenang bebas selama ± 45 menit setiap harinya, sampai mencit
28
hidup (mempertahankan kepala tetap berada di permukaan air), hal ini dianggap
mencit sudah melakukan aktifitas fisik maksimal. Segera keluarkan dan keringkan
mencit dengan handuk kering, dan kembalikan ke dalam kandang.
3.12.3. Sampling ekstrak metanol jahe (Zingiber officinale )
Jahe yang digunakan untuk penelitian ini adalah jahe emprit yang berumur
10 bulan yang diperoleh dari perkebunan rakyat di Berastagi, dipilih yang segar dan
bersih. Tanaman jahe ini sudah di identifikasi/determinasi di Laboratorium
Taksonomi Tumbuhan, Depertemen Biologi FMIPA-USU Medan.
Jahe emprit dengan berat basah 4 kg dicuci bersih dari tanah yang masih
menempel. Selanjutnya diiris tipis beserta kulitnya dengan ketebalan 1-2 mm.
Dikering anginkan tanpa terkena sinar matahari langsung sampai kering betul.
Kemudian dihaluskan dengan menggunakan blender, hasilnya didapati 500 gram
serbuk simplisia jahe.
3.12.4. Pembuatan ekstrak jahe
Ekstraksi metanol rimpang jahe menurut Wresdiyati et al, 2003. :
1. Serbuk simplisia dimaserasi dengan metanol PA , dilakukan selama 4
kali ekstraksi pada tempratur kamar. Proses maserasi merupakan cara penyari
yang dilakukan dengan cara merendam serbuk simplisia.
29
3. Cairan yang diperoleh dimasukkan ke dalam labu rotavapor kemudian
disuling dengan rotaryvacum-evaporator.
4. Penyulingan dihentikan setelah pelarut berhenti menetes.
5. Maka didapatkan oleoresin yang konsistensinya semi padat berwarna coklat
[image:49.612.117.534.251.364.2]muda sampai coklat tua.
Tabel 2. Hasil penelitian Wresdiyati et al, 2003
Komponen yang dianalisis Pelarut metanol Pelarut etanol
Kadar oleoresin (%) 6,38 a 4,10 a
Kadar fenol (mg/ml) 647,22 p 522,22 q
Keterangan : nilai yang diikuti oleh superscrip yang berbeda pada baris yang sama menunjukan perbedaan yang nyata (p<0,05)
Jenis pelarut berpengaruh nyata (P<0.05) terhadap kadar fenol yang dihasilkan
oleh ekstrak jahe. Pelarut metanol menghasilkan total fenol 647.22 mg/mL sedangkan
pelarut etanol sebesar 522.22 mg/mL. Pelarut metanol ternyata mempunyai kelebihan
dalam hal kemampuannya melarutkan komponen fenol yang sangat menentukan daya
antioksidatif oleoresin jahe.
3.12.5. Prosedur Pelaksanaan Uji Pengaruh Pemberian Ekstrak Jahe
Sebelum percobaan, mencit jantan ditimbang dan ditempatkan dalam
30
Mencit dibagi secara acak ke dalam 5 kelompok perlakuan, seperti di bawah ini:
n = 5 n = 5 n = 5 n = 5 n = 5
[image:50.612.116.528.123.524.2]
Gambar 2. Prosedur pelaksanaan penelitian ”Pengaruh pemberian ekstrak metanol rimpang jahe terhadap kadar MDA plasma dan MDA otot gastroknemius mencit setelah latihan fisik maksimal.”
P3
P2 P4
P1 K
Ekstrak jahe 0,28mg/gBB/hari selama 5 hari Ekstrak jahe
0,07mg/gBB/hari selama 5 hari Aquadest
0,5ml/hari selama 5 hari
Ekstrak jahe 0,14mg/ gBB/hari selama 5 hari Aquadest
0,5ml/hari selama 5 hari
Renang 5 hari Renang 5 hari Renang 5 hari Renang 5 hari
31
3.12.6. Prosedur Pemeriksaan dan Pengamatan
Setelah lima hari perlakuan, selanjutnya masing-masing hewan coba
dikorbankan dengan cara dislokasi leher kemudian diambil darahnya melalui jantung
lalu dibedah. Kemudian dilakukan pengamatan sebagai berikut :
3.12.6.1. Pengamatan kadar MDA plasma mencit
Pemeriksaan kadar MDA plasma dilakukan pada hari ke lima setelah selesai
perlakuan pada semua kelompok. Pemeriksaan dengan menggunakan metode
Thiobarbiturat acids (TBA) Assay (Hsieh et al.,2006) yang dimodifikasi.
Alat : (1) mikropipet 200µL, (2) mikropipet 1000µL, (3) mikropipet tips
(4) tabung microcentrifuge polypropylene, (5) specthrophotometer genesis,
(6) vortex mixer, (7) waterbath, (8) centrifuge,(9) cuvette
Bahan : (1) Regensia MDA, (2) Aquadest , (3) Plasma darah.
Cara pengambilan plasma darah :
Spuit 1ml dibilas dengan antikoagulan sodium heparin, ambil darah dari jantung
dengan mengunakan spuit tadi, tempatkan spuit berisi darah pada kotak pendingin
berisi es agar suhu terjaga pada 4-5 derajat celcius agar tidak terjadi perubahan MDA
32
Protokol kerja : Diisikan 100 µL sampel (plasma darah) ke dalam microcentrifuge, lalu ditambahkan 900 µL aquadest ke dalam tabung diatas. Selanjutnya ditambahkan
500 µL reagensia TBA ( Thiobarbituric acid). Kemudian tabung divortex lalu
dipanaskan ke dalam waterbath pada suhu 950C selama 60 menit. Tabung
disentrifugasi pada 7000 RPM selama 10 menit. Supernatan dipindahkan ke dalam
cuvet yang steril dan bersih lalu dibaca pada panjang gelombang 532 nm.
3.12.6.2. Pengamatan kadar MDA otot gastroknemius mencit
Pemeriksaan kadar MDA jaringan otot gastroknemius mencit juga dilakukan
dengan asam thiobarbiturat.
Cara kerja pengambilan otot gastroknemius:
Setelah otot gastroknemius dipisahkan dari badan mencit, otot gastroknemius
diletakkan dalam pot yang berisi NaCl 0,9%, dalam kotak pendingin berisi es agar
proses enzimatis pada otot gastroknemius terhenti. Kemudian otot dihomogenkan
dengan cairan Buffer Phosphat.
Prosedur uji MDA otot gastroknemius:
1. Sebanyak 500 µL sample atau standar MDA dimasukkan dalam tabung
ependorf yang masing-masing telah diberi label.
2. Ditambahkan 0,5 ml aquadest pada masing-masing tabung.
3. Kemudian ditambahkan 0,5 ml asam thiobarbiturat.
4. Selanjutnya masing-masing tabung diinkubasi di dalam waterbath
33
5. Setelah diinkubasi, masing-masing tabung dikeluarkan dari waterbath dan
setelah dingin masing-masing tabung disentrifuse dengan kecepatan
7000 rpm selama 10 menit.
6. Supernatan dimasukkan ke dalam cuvet steril untuk selanjutnya dianalisa
dengan spektrofotometer UV pada panjang gelombang 532 nm.
3.12.7.Persiapan Reagensia TBA/Buffer Reagent
TBA/Buffer Reagent terdiri dari : 0,67 g 2-thiobarbituric acid dilarutkan dalam
100 mL aquadest, selanjutnya 0,5 g sodium hydroxide dan 100 asam asetat glacial.
Standard MDA
Sebanyak 250 µL standar MDA 500 µM dilarutkan dalam 750 µL aquadest untuk
memperoleh larutan stok MDA 125 µM. Selanjutnya dari larutan stok MDA 125 µM
dilarutkan dalam aquadest dan dibuat 8 seri standar yang dapat dilihat pada tabel di
bawah ini :
Tabel 3. Persiapan standar MDA untuk spektrofotometri
Nomor standar
Konsentrasi MDA (µM)
Volume MDA
Standar (µL) Volume pelarut (µL)
34
3.13. Analisis Data dan Pengujian Hipotesis
Data dipresentasikan dalam bentuk rata-rata ± simpangan baku (rata-rata ± SD).
Dilakukan uji normalitas dan homogenitas data. Ternyata semua data berdistribusi
normal dan homogen maka dilakukan uji ANOVA. Pada pemeriksaan kadar MDA
otot gastroknemius terdapat perbedaan, maka selanjutnya dilakukan uji Post Hoc
untuk melihat perbedaan antar kelompok kontrol dan masing-masing perlakuan.
Semua analisis data dilakukan dengan menggunakan SPSS 18,0. Dalam penelitian
ini, hanya perbedaan rata-rata pada p ≤ 0,05 yang dianggap bermakna
35
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil Penelitian
Pada BAB IV ini ditunjukkan beberapa grafik histogram dari rata-rata data hasil analisis yang berdasarkan pada hipotesis dan tujuan dari penelitian yang
dilakukan selama 5 hari. Urutan tampilan hasil dan pembahasan dari penelitian ini
adalah; (1) Kadar MDA plasma (µM/mL) (2) kadar MDA gastroknemius (µM/mg).
4.1.1 Kadar MDA plasma mencit jantan dewasa
Data pengukuran kadar MDA plasma mencit jantan dewasa ditunjukkan pada
Lampiran 1, Tabel 4. Rata-rata hasil analisis data kadar MDA plasma (Mus musculus
L.) ditunjukkan pada Gambar 3. Pada pengujian normalitas dan homogenitas data,
ternyata data berdistribusi normal dan variansinya homogen. Hasil ini memenuhi
asumsi untuk dapat dilakukan uji Anova (Analisis of Varian) satu arah. Setelah
dilakukan uji Anova satu arah taraf 5%, ternyata tidak ditemukan perbedaan yang
nyata antara masing-masing perlakuan (p>0,05; Lampiran 1). Oleh sebab itu tidak
diperlukan uji lanjut untuk melihat perbedaan masing-masing kelompok perlakuan
36
Gambar 3. Kadar MDA dalam plasma mencit jantan dewasa (nM/mL).
Keterangan Grafik histogram pada perlakuan berbeda yang diikuti oleh huruf kecil yang sama berbeda tidak nyata pada taraf uji 5%.
K = kontrol, P1= aquadest 0,5 ml per oral renang maksimal selama 5 hari,
P2= Ekstrak metanol jahe 0,07 mg/gBB/hari per oral renang maksimal selama 5 hari, P3= Ekstrak metanol jahe 0,14 mg/gBB/hari per oral renang maksimal selama 5 hari, P4= Ekstrak metanol jahe 0,28 mg/gBB/hari per oral renang maksimal selama 5 hari
4.1.2. Kadar MDA otot gastroknemius mencit jantan dewasa
Data pengukuran kadar MDA otot gastroknemius mencit jantan dewasa
ditunjukkan pada (Lampiran 1, Tabel 5). Hasil perhitungan analisis dari rata-rata
MDA otot gastroknemius mencit jantan dewasa untuk semua kelompok perlakuan
dan kontrol disajikan pada Lampiran 1 tabel 5.
Dari hasil tersebut dapat dibuat grafik histogram seperti yang tertera pada Gambar 4.
37
sehingga datanya dapat dianalisis dengan analisis parametrik ANOVA satu arah.
Setelah dilakukan uji ANOVA satu arah taraf 5%, ternyata ditemukan perbedaan
yang nyata kadar MDA pada masing-masing perlakuan (p<0,05; Lampiran 1). Oleh
sebab itu diperlukan uji lanjut Bonferroni (Lampiran 3, Tabel 9).
[image:57.612.115.527.206.427.2]38
4.2. Pembahasan kadar MDA plasma dan MDA otot gastroknemius mencit jantan dewasa
Pada keadaan normal, secara fisiologis sel memproduksi radikal bebas sebagai
konsekuensi proses biokimia dalam kehidupan aerobik. Kelompok P1 pada gambar 3
dan gambar 4 memperlihatkan kadar MDA yang tinggi karena pada saat mencit
berenang sampai kelelahan, otot gastroknemius mencit menjadi sumber radikal bebas
yang jumlahnya besar yang tidak dapat diimbangi oleh antioksidan intraseluler seperti
superoksida dismutase, katalase, dan glutation peroksidase.
Kelompok perlakuan P2 pada gambar 3 dan gambar 4 memperlihatkan kadar
MDA plasma dan MDA otot gastroknemius tinggi, padahal kelompok perlakuan P2
ini mendapat ekstrak metanol rimpang jahe dengan dosis 0,07mg/grBB mencit.
Kemungkinan ekstrak jahe dengan dosis 0,07mg/grBB mencit tidak dapat mengatasi
produksi radikal bebas yang dihasilkan selama latihan fisik maksimal.
Kadar MDA yang paling rendah dijumpai pada kelompok perlakuan P3, baik
pada pemeriksaan MDA plasma maupun pada pemeriksaan MDA otot gastroknemius
yang secara statistik signifikan. Hal ini mungkin karena antioksidan pada ekstrak jahe
yang terdapat pada kelompok P3 cukup efektif dalam menurunkan jumlah MDA otot
gastroknemius yang sedang berkontraksi maksimal. Seperti dikatakan Hudson (1990)
bahwa senyawa gingerol dan shogaol memiliki banyak gugus hidroksil sehingga
bersifat polar dan memiliki aktivitas antioksidan yang tinggi. Sifat polar ini mungkin
menyebabkan senyawa fenol dapat segera mencapai sumber produksi radikal bebas
39
Kemungkinan kandungan fenol dari ekstrak jahe seperti gingerol, zingeron
dan shogaol dapat bereaksi sebagai scavenger terhadap radikal peroksil (OOH•) dan
scavenger kuat terhadap radikal hidroksil (OH•) yang jumlahnya meningkat dalam
kondisi stress yang diakibatkan latihan fisik maksimal. Senyawa fenol jahe akan
menyumbangkan atom hidrogen kepada radikal bebas (Nabet, 1996) atau menangkap
radikal bebas yang terbentuk, kemudian mencegah reaktifitas amplifikasinya dan
berdampak pada pengurangan kerusakan oksidatif akibat radikal bebas
(Winarsi, 2007) yang menyebabkan kadar MDA pada kelompok perlakuan P3
menjadi rendah. Hal ini sesuai dengan penelitian yang dilakukan Zakaria et al (2000),
bahwa efek proteksi jahe dapat menurunkan kadar MDA plasma pada sekelompok
mahasiswa di Bogor yang diberi minum air jahe setiap hari selama 30 hari.
Dan mungkin juga kehadiran antioksidan enzimatis yang hanya terdapat di
dalam sel, baik pada mitokondria maupun sitoplasma sel turut berperan penting
dalam menetralisir radikal bebas yang dihasilkan oleh otot gastroknemius selama
latihan fisik maksimal. Termasuk di dalam antioksidan enzimatis ini adalah enzim
superoksida dismutase (SOD), katalase dan glutation peroksidase (GPX).
Enzim-enzim ini bekerja dengan cara melindungi sel dan jaringan dari kerusakan oksidatif
yang disebabkan oleh radikal bebas oksigen seperti anion superoksida, radikal
hidroksil, dan hidrogen peroksida.
SOD bekerja sebagai katalisator reaksi dismutase dari anion superoksida
menjadi hidrogen peroksida (H202) dan oksigen (O2). Katalase bekerja dengan
mengkatalisis dismutasi H202 menjadi H2O dan O2. Enzim GPX bekerja dengan
40
peroksida menjadi H2O. Aktifitas antioksidan endogen inilah yang menyebabkan
kadar MDA dalam jaringan otot gastroknemius menjadi lebih rendah bila
dibandingkan kadar MDA plasma.
Kadar MDA plasma yang tertinggi dijumpai pada kelompok perlakuan P4.
Kelompok perlakuan P4 mendapat ekstrak jahe dengan dosis 0,28mg/gBB mencit,
kenapa kadar MDA pada kelompok perlakuan ini tetap tinggi? Hal ini mungkin
terjadi karena pemberian ekstrak rimpang jahe yang terlalu besar dosisnya
menyebabkan hilangnya efek antioksidan dari jahe, dan berubah menjadi prooksidan
(Cillard et al., 1980).
Seperti yang dikatakan Gordon (1990), bahwa pada konsentrasi antioksidan
yang cukup besar dapat menyebabkan terjadinya perubahan kecepatan oksidasi dari
sel. Pada konsentrasi yang tinggi dapat terjadi penghilangan aktivitas antioksidan dari
kelompok fenol dan berubah menjadi pro-oksidan. Pada konsentrasi tinggi, shogaol
berganti sebagai prooksidan ( Gordon, 1990; Fardiaz, 1994) sehingga tidak lagi dapat
mencegah reaksi peroksidasi lipid yang timbul dari latihan fisik maksimal.
Hal ini sesuai dengan penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Tejasari et
al, (2010) dimana terjadi penurunan aktivitas sitolitik sel NK terhadap penambahan
shagaol. Tejasari et al, mengatakan bahwa pada konsentrasi tinggi, shagaol berganti
sebagai prooksidan sehingga tidak lagi dapat menetralkan radikal PQ+ dan anion
superoksida yang berasal dari parakuat, sehingga berpeluang mengoksidasi lipid atau
protein membran sel yang berakibat pada gangguan transduksi penandaan membran
41
Pe
