Aktivitas Antioksidan Superoksida Dismutase Pada Hati Tikus Hiperkolesterolemia Yang Diberi Ekstrak Kulit Mahoni (Swietenia macrophylla)

(1)

ABSTRAK

MARSUDI SIBURIAN. Aktivitas Antioksidan Superoksida Dismutase pada Hati

Tikus Hiperkolesterolemia yang Diberi Ekstrak Kulit Mahoni (

Swietenia

macrophylla

). Dibimbing oleh SULISTIYANI dan SYAMSUL FALAH.

(2)

ABSTRACT

MARSUDI SIBURIAN. Superoxide Dismutase Antioxidant Activity in

Hypercholesterolemic Rat Liver Treated

with Mahoni’s (

Swietenia macrophylla

)

Bark Extract. Under the direction of SULISTIYANI and SYAMSUL FALAH.

Mahoni’s stem bark

is wood industrial waste that rich in secondary metabolites.

Research about its antioxidant potency has been done previously. This research

was performed to study about the

mahoni’s bark extract

mechanism on lowering

lipid peroxidation by determining the activity of endogenous antioxidant in the

liver. Thirty five male rats were divided into 5 groups (n=7) normal,

hypercholesterolemic, lovastatin, extract 1, and extract 2 group. Normal group fed

with standard rat chow, hypercholesterolemic group (HK) with cholesterol chow

(1,5%) and PTU (0,5 mg/KgBW), lovastatin group (HK + lovastatin 0,2857

mg/KgBW), E1 group (HK+ mahoni extract 4,2 mg/KgBW), and E2 group (HK +

mahoni extract 21 mg/KgBW). Experiments were carried out for 8 consecutive

weeks. The rat liver superoxide dismutase (SOD) antioxidant activity were

determined by calculating the inhibition percentage of pyrogallol autooxidation

process became purpurogallin by SOD, total formed purpurogallin was measured

using spectrophotometer with 340 nm wavelength. The SOD antioxidant activities

in normal group of rats was 47.96±12.37%. There was not any significant SOD

antioxidant activities difference between all rats group of treatment (



=0.05).

These result showed that mahoni’s bark extract roles as antioxidant in rats was

(3)

PENDAHULUAN

Masyarakat modern saat ini terbiasa mengonsumsi makanan yang rendah serat dan mengandung kolesterol tinggi. Beberapa contoh dari makanan tersebut antara lain produk daging (sapi, kambing, babi) dan olahannya, kuning telur, jerohan, keju, dan mentega. Makanan berlemak yang memiliki kadar lemak jenuh tinggi sangat tidak baik dikonsumsi dalam jumlah besar. Konsumsi makanan berlemak dengan kadar kolesterol lebih dari 300 mg per hari dapat memicu timbulnya berbagai penyakit yang diakibatkan oleh meningkatnya konsentrasi kolesterol di dalam darah atau yang biasa disebut hiperkolesterolemia (Lichtenstein et al. 2006). Beberapa penelitian menunjukkan bahwa keadaan hiperkolesterolemia dapat menyebabkan terjadinya peningkatan jumlah radikal bebas di dalam tubuh yang ditandai oleh meningkatnya oksidasi lipid. Giri (2008) melaporkan bahwa tikus Sprague Dawley

yang diinduksi hiperkolesterolemia dengan pemberian pakan kaya kolesterol dan PTU selama 13 minggu mengalami peningkatan konsentrasi lipid peroksida dalam darah sebesar 371.75%.

Radikal bebas merupakan unsur atau senyawa yang memiliki satu atau lebih elektron yang tidak berpasangan. Radikal bebas di dalam tubuh berperan dalam komunikasi antarsel (biosinyal), aktivasi sel Kupffer, dan apoptosis atau peristiwa matinya sel (Wu et al. 2004). Namun radikal bebas yang berlebih di dalam tubuh dapat mengakibatkan dampak negatif. Dampak negatif tersebut antara lain oksidasi terhadap berbagai komponen sel seperti protein dan DNA yang dapat menyebabkan timbulnya penyakit degeneratif seperti kanker dan penuaan sel (Hseu et al. 2008).

Senyawa yang dapat menghambat dampak negatif dari radikal bebas dalam tubuh dinamakan antioksidan. Senyawa antioksidan ini akan menyerahkan satu atau lebih elektronnya kepada radikal bebas sehingga menjadi molekul yang stabil dan menghentikan berbagai kerusakan yang ditimbulkan radikal bebas (Tandon et al. 2005). Tubuh dapat memproduksi senyawa antioksidan sendiri, yang disebut antioksidan endogen, tetapi bila jumlah radikal bebas dalam tubuh berlebih, maka antioksidan endogen tidak akan mampu mengendalikan jumlah radikal bebas sehingga terjadi keadaan stres oksidatif. Oleh karena itu, tubuh memerlukan antioksidan dalam jumlah yang

lebih besar. Hal ini dapat dilakukan dengan memberi asupan antioksidan dari luar tubuh, yang disebut antioksidan eksogen, baik dari sumber alami maupun sintetik untuk membantu dalam proses pengendalian radikal bebas dalam tubuh. Pengendalian radikal bebas dalam tubuh pun dapat dibantu dengan mengkonsumsi makanan yang dapat meningkatkan produksi antioksidan endogen (Park et al. 2002 ;Lewis 2008). Lewis (2008) melaporkan bahwa pemberian senyawa flavonoid pada tikus Sprague Dawley dapat meningkatkan aktivitas superoksida dismutase.

Senyawa flavonoid dan tanin banyak terdapat pada tanaman. Salah satu tanaman yang memiliki kandungan senyawa fitokimia tersebut adalah tanaman Swietenia macrophylla King atau yang dikenal sebagai mahoni berdaun lebar (Ningsih 2010). Ekstrak air dari serbuk kulit kayu mahoni telah diketahui dapat menurunkan konsentrasi lipid peroksida pada tikus yang diberi perlakuan hiperurisemia (Lavenia 2010). Penelitian tersebut melaporkan bahwa pemberian ekstrak air dari kulit kayu mahoni dapat menurunkan tingkat oksidasi lipid sebesar 26.86% hingga ke konsentrasi normal dari oksidasi lipid di dalam hati tikus. Namun, jumlah senyawa polifenol seperti flavonoid dan tanin yang dapat diserap oleh tubuh sangatlah sedikit. Selain itu, senyawa polifenol ini didalam tubuh pun memiliki waktu paruh yang pendek (Middleton et al. 2000). Hal ini menimbulkan adanya dugaan bahwa senyawa-senyawa polifenol tersebut tidak dapat bertindak sebagai antioksidan secara langsung di dalam tubuh namun senyawa ini dapat mempengaruhi aktivitas antioksidan endogen.

(4)

2

mahoni terhadap aktivitas enzim antioksidan endogen dalam tubuh, khususnya terhadap aktivitas superoksida dismutase.

TINJAUAN PUSTAKA Radikal Bebas dalam Tubuh Radikal bebas adalah sebuah atom, gugus atom, atau molekul yang memiliki satu atau lebih elektron yang tidak berpasangan pada kulit terluarnya. Radikal bebas secara kimiawi dapat dengan mudah terbentuk saat terjadi putusnya ikatan kovalen yang menghasilkan dua atom atau dua molekul baru yang mempunyai satu elektron bebas hasil pemutusan ikatan. Keberadaan elektron yang tidak berpasangan ini mendorong molekul tersebut untuk mengambil elektron dari molekul atau senyawa lain agar molekul tersebut menjadi lebih stabil, sesuai dengan kaidah oktet. Perilaku radikal bebas ini dapat memicu terjadinya pembentukan radikal bebas yang lain sehingga dapat membuat suatu reaksi berantai.

Radikal bebas dapat ditemukan dalam tubuh manusia, sebagian besar tergolong ke dalam kelompok spesies oksigen reaktif (reactive oxygen species). Beberapa spesies oksigen reaktif yang terdapat di dalam tubuh adalah O2●-, H2O2, dan ●OH (Shaban et al. 2003). Spesies oksigen reaktif ini dihasilkan oleh tubuh secara normal dalam proses metabolisme aerobik pada mitokondria dan mikrosom. Di dalam tubuh, selain sebagai hasil samping dari proses metabolisme aerobik, spesies oksigen reaktif memiliki beberapa peranan, diantaranya dalam proses komunikasi antar sel (biosinyal), aktivasi sel Kupffer, dan apoptosis atau peristiwa matinya sel secara terprogram (Wu et al. 2004).

Beberapa fungsi dari spesies oksigen reaktif tersebut menunjukkan bahwa molekul tersebut diperlukan didalam tubuh. Namun keberadaan molekul radikal bebas dalam tubuh yang melebihi kebutuhan normal sel dapat mengganggu integritas sel dan bereaksi dengan komponen sel. Komponen sel yang dapat bereaksi dengan radikal bebas antara lain komponen struktural yaitu berbagai molekul penyusun membran sel dan komponen sel fungsional yaitu protein dan DNA, yang akhirnya menimbulkan kerusakan sel. Reddy et al. (1998) melaporkan bahwa tingkat oksidasi lipid di dalam tubuh pekerja yang terpapar emisi karbon selama bekerja lebih tinggi dibandingkan dengan pekerja yang tidak terpapar emisi karbon. Selain itu, radikal bebas juga dapat memicu kanker,

penyakit jantung, dan penyakit pembuluh darah otak (Kumar & Kumar 2009). Tubuh telah memiliki sistem pertahanan antioksidan yang kompleks untuk melindungi sel dan sistem organ tubuh dari spesies oksigen reaktif yang berlebihan. Sistem ini saling berinteraksi dan berintegrasi dalam menetralisasi radikal bebas.

(5)

HMG-3

KoA reduktase juga dapat dihambat oleh beberapa obat penurun kolesterol golongan statin. Proses sintesis kolesterol ini dapat memenuhi sekitar 50% dari total kolesterol

yang dibutuhkan oleh tubuh dan sisanya diperoleh dari diet (Murray et al. 2005).

(a) (b)

(c) (d)

Gambar 1 Tahapan biosintesis kolesterol (Lehninger 2004)

tiolase

HMG-KoA sintase

HMG-KoA reduktase

Asetil-KoA

Asetoasetil-KoA

HMG-KoA

Mevalonat

5-fosfomevalonat

5-pirofosfomevalonat

3-Fosfo-5-pirofosfomevalonat

Δ3_-Isopentenil pirofosfat

Dimetilalil pirofosfat

Dimetilalil pirofosfat Δ3_{-Isopentenil pirofosfat}

Geranil pirofosfat

Farnesil pirofosfat

Skualena

Skualena 2,3-epoksida

Lanosterol

(6)

4

Diet yang kaya akan kolesterol dan lemak jenuh dapat menekan pembentukan reseptor Low Density Lipoprotein (LDL), sehingga meningkatkan jumlah kolesterol yang beredar di dalam darah, keadaan ini dapat memicu terjadinya kondisi hiperkolesterolemia. Selain itu, hiperkolesterolemia juga dapat terjadi karena beberapa faktor, seperti bobot badan, usia, kurang olahraga, stres emosional, gangguan metabolisme, dan kelainan genetik (Grundy 1991). Kondisi hiperolesterolemia, dalam eksperimen menggunakan hewan percobaan, dapat dibuat dengan melakukan induksi hiperkolesterolemia terhadap hewan percobaan secara eksogen dan endogen. Cara eksogen yaitu dengan pemberian pakan yang mengandung kolesterol dengan kadar yang tinggi. Induksi dengan cara endogen dapat dilakukan dengan melakukan injeksi PTU, injeksi ini dilakukan untuk merusak kelenjar tiroid yang akan menimbulkan kondisi hipotiroid yang dihubungkan dengan peningkatan konsentrasi LDL plasma akibat penurunan katabolisme LDL.

Tubuh akan berusaha untuk mengeluarkan kelebihan kolesterol di dalam tubuh. Jalur utama pengeluaran kolesterol dari dalam tubuh adalah melalui jalur sintesis asam empedu yang berlangsung di hati. Kolesterol akan diubah menjadi asam empedu, yaitu asam kolat dan asam kenodeoksikolat. Jalur sintesis asam empedu ini diawali reaksi

hidroksilasi kolesterol pada karbon 7α oleh

sitokrom P450 kolesterol 7α-hidroksilase

(CYP7A1) menjadi 7α-hidroksikolesterol,

suatu kelompok senyawa oksisterol (Gambar 2) (Murray et al. 2005; Zhao & Wright 2010).

Kelompok senyawa oksisterol merupakan aktivator bagi Liver X Receptors

(LXR), yang merupakan sensor bagi kolesterol. Saat jumlah oksisterol meningkat, maka LXR akan menjaga sel dari kelebihan kolesterol dengan cara meningkatkan ekskresi kolesterol melalui jalur sintesis asam empedu melalui peningkatan ekspresi dari CYP7A1. Meningkatnya ekspresi CYP7A1 akan meningkatkan aktivitas dari CYP7A1 (Zhao & Wright 2010). Meningkatnya aktivitas CYP7A1 akan meningkatkan konsumsi oksigen dan NADPH, yang kemudian akan meningkatkan radikal superoksida (O2-) yang dihasilkan (Kuthan et al. 1978).

Radikal superoksida yang dihasilkan dalam ekskresi kolesterol akan meningkatkan jumlah radikal bebas di dalam tubuh sehingga tingkat oksidasi di dalam tubuh dapat meningkat. Meningkatnya oksidasi di dalam tubuh juga dipengaruhi oleh menurunnya aktivitas enzim antioksidan di dalam tubuh yang disebabkan oleh diet kaya kolesterol (Fki

et al. 2005). Keterkaitan antara kondisi hiperkolesterolemia dengan tingkat oksidasi biomolekul dalam tubuh yang menandakan meningkatnya jumlah radikal bebas pun didukung oleh beberapa penelitian diantaranya Alviani (2007) yang menyatakan pemberian pakan kolesterol 1.25% dapat meningkatkan konsentrasi lipid peroksida tikus hingga lima kali dari konsentrasi lipid peroksida tikus normal.

Gambar 2 Biosintesis asam empedu primer (Lehninger 2004)

Kolesterol

7-Hidroksilase

12-Hidrok silase

7-Hidroksikolesterol

Propionil-Koa Propionil-Koa 2 KoA-SH 2 KoA-SH

Kenodeoksikolil-KoA

(7)

5

Antioksidan Endogen dan Eksogen Antioksidan adalah suatu molekul atau senyawa yang dapat menangkap radikal bebas. Antioksidan dalam makanan dapat mencegah atau memperlambat proses makanan menjadi tengik ataupun rusak dan mengalami perubahan warna. Molekul-molekul antioksidan di dalam tubuh bertugas untuk melindungi sel-sel tubuh dan komponen tubuh lainnya dari radikal bebas, baik yang berasal dari metabolisme tubuh ataupun yang berasal dari lingkungan. Antioksidan juga diduga dapat mencegah terjadinya kanker karena kemampuannya dalam menangkal radikal bebas yang merupakan salah satu penyebab kanker (Kumar & Kumar 2009).

Berdasarkan reaksinya dengan radikal bebas atau oksidan dalam sistem pertahanan tubuh, antioksidan dikelompokkan menjadi antioksidan primer, antioksidan sekunder, dan antioksidan tersier. Antioksidan primer bekerja dengan memutus rantai reaksi menjadi senyawa nonradikal atau radikal yang lebih stabil. Antioksidan jenis ini dapat menetralisasi radikal bebas dengan menyumbangkan salah satu elektronnya. Antioksidan yang termasuk dalam kelompok ini adalah tokoferol dan asam askorbat (Christyaningsih et al. 2003).

Antioksidan sekunder bekerja dengan cara mencegah tahapan inisiasi dalam reaksi berantai radikal bebas. Antioksidan yang tergolong dalam kelompok ini adalah superoksida dismutase dan glutation peroksidase. Antioksidan tersier merupakan antioksidan yang bertugas untuk memperbaiki molekul-molekul yang telah mengalami kerusakan akibat radikal bebas. Antioksidan tersier juga berperan dalam membuang berbagai molekul yang telah rusak akibat teroksidasi sebelum molekul-molekul tersebut terakumulasi dalam tubuh dan mengganggu berbagai proses di dalam sel tubuh (Tandon et al. 2005).

Berdasarkan sumbernya, antioksidan dalam tubuh manusia dapat dikelompokkan menjadi dua, yaitu antioksidan endogen dan antioksidan eksogen. Antioksidan endogen merupakan antioksidan yang dihasilkan oleh tubuh, berupa enzim yang dapat mengubah radikal bebas menjadi radikal bebas lain atau senyawa lainnya yang lebih tidak berbahaya bagi tubuh. Beberapa contoh enzim antioksidan endogen adalah superoksida dismutase, katalase, dan glutation peroksidase (Ming et al. 2009). Antioksidan eksogen adalah senyawa-senyawa yang memiliki daya antioksidan yang berasal dari luar tubuh,

contohnya adalah vitamin A, asam askorbat, tokoferol, dan beberapa polifenol (Ming et al. 2009). Senyawa-senyawa ini dapat diperoleh dari tanaman atau hewan yang kita konsumsi.

Superoksida Dismutase

Superoksida dismutase merupakan salah satu enzim antioksidan yang dihasilkan oleh tubuh. Superoksida dismutase merupakan enzim antioksidan terbanyak di dalam tubuh, yang sebagian besar dari enzim ini terletak di organ hati. Enzim ini termasuk dalam golongan metaloenzim. Berdasarkan kofaktor dan distribusinya didalam tubuh, enzim superoksida dismutase dibagi menjadi copper, zinc superoxide dismutase (Cu, Zn-SOD) yang terdapat dalam sitoplasma eukariot,

manganese superoxide dismutase (Mn-SOD) yang terdapat pada mitokondria organisme aerobik, iron superoxide dismutase (Fe-SOD) yang terdapat pada prokariot dan ekstra selular superoksida dismutase (ec-SOD) yang banyak ditemukan pada cairan ekstraselular mamalia (Choi 1999). SOD tergolong enzim yang sangat stabil karena tiap subunitnya dihubungkan oleh ikatan non-kovalen dan terangkai olah rantai disulfida. Senyawa sianida dan dietilditiokarbamat dapat menghambat aktivitas dari Cu, Zn-SOD tetapi tidak Mn-SOD dan Fe-SOD. Inaktivasi dari enzim SOD inipun dapat terjadi saat adanya molekul H2O2 dan EDTA (Choi et al. 1999).

(8)

6

hidroksida. Dalam larutan basa senyawa pirogalol akan bereaksi dengan oksigen yang terdapat di udara membentuk senyawa purpurogalin dan mengalami perubahan warna dari tidak berwarna menjadi berwarna kuning. Prinsip dari metode ini adalah SOD akan menghambat proses autooksidasi senyawa pirogalol menjadi senyawa purpurogalin dengan menangkap oksigen. Aktivitas SOD ditentukan dengan menghitung persentase hambatan autooksidasi pirogalol dengan membandingkan konsentrasi purpurogalin yang terbentuk pada larutan yang berisi pirogalol dan enzim SOD dengan larutan yang hanya berisi pirogalol saja. Satu unit SOD didefinisikan sebagai banyaknya enzim yang diperlukan untuk menghambat reaksi autooksidasi sebanyak 50% (Marklund & Marklund 1974).

Swietenia macrophylla

Tanaman Swietenia macrophylla King atau yang dikenal dengan nama tanaman mahoni berdaun lebar merupakan tanaman asli dari daerah Amerika yang memiliki habitat tumbuh tersebar di Amerika Tengah, Amerika Selatan, Asia bagian selatan dan pasifik, serta Afrika Barat. Secara taksonomi tanaman ini tergolong ke dalam famili Meliaceae. Tanaman ini juga memiliki nama lain diantaranya Swietenia candolei Pittier,

Swietenia krukovii Gleason, Swietenia belizensis Lundel, Swietenia macrophylla

King var. Marabaensis Ledoux et Lobato, dan

Swietenia tessmanii Harms.

Mahoni berdaun lebar ini dapat tumbuh hingga mencapai tinggi 40-60 meter dan lingkar batang 3-4 meter (Maiti et al. 2007). Tanaman ini memiliki kulit berwarna abu-abu dan halus ketika masih muda kemudian berubah menjadi berwarna coklat tua dengan kulit yang menggembung dan mengelupas (Gambar 3). Daun bertandan dan menyirip dengan panjang berkisar 35-50 cm, tersusun bergantian, 4-6 pasang tiap daun, lebarnya berkisar 9-18 cm. Bunganya kecil berwarna putih, panjangnya 10-20 cm serta malainya bercabang (Joker & Schmidt 2000).

Pohon mahoni di daerah asalnya banyak dipergunakan dalam industri kayu (Verissimo

et al. 1995). Industri kayu di Kabupaten Bogor pun telah mempergunakan mahoni sebagai bahan bakunya. Lahan seluas 1937.78 ha di Kabupaten Bogor khusus dipergunakan sebagai hutan industri mahoni dengan produksi 8252.06 m3 kayu mahoni per tahun. Dalam proses industri ini, kulit kayu mahoni

merupakan salah satu limbahnya (Supriadi 2006).

Selain sebagai bahan baku pada industri kayu, mahoni pun telah banyak digunakan sebagai bahan untuk ramuan jamu-jamuan untuk menyembuhkan berbagai penyakit. Sebagai contoh, masyarakat di daerah India telah mempergunakan biji mahoni sebagai antidiare. Biji dari mahoni pun diketahui memiliki aktifitas antiinflamasi, antimutagen, dan antitumor (Maiti et al. 2007). Beberapa senyawa yang terkandung dalam biji mahoni adalah swietenin swietenolida, swietemahonin kayasin, andirobin, augustineolida, 7-deaseto-7-oksogenudin, 6-deoksi swietenin proseranolida, 6-hidroksi swietenina, dan 6-O-asetil swietenolida (Maiti et al. 2007).

Bagian lain dari mahoni yang telah diketahui memiliki khasiat untuk menyembuhkan berbagai penyakit adalah bagian kulit kayunya. Kulit kayu mahoni diketahui memiliki potensi sebagai antioksidan. Lavenia (2010) menyatakan ekstrak air kulit kayu mahoni dapat menurunkan konsentrasi lipid peroksida sebesar 26.86% hingga tingkat normal pada tikus. Kulit kayu mahoni memiliki kandungan triterpenoid, limonoid, flavonoid, tanin, saponin, katekin, epikatekin, dan swietemakrofilanin (Mootoo et al. 1999, Falah

et al. 2008). Senyawa-senyawa tersebut diketahui mempunyai aktivitas antioksidan secara in vitro (Kumar & Kumar 2009). Secara in vivo senyawa flavonoid dan tanin pun memiliki kemampuan untuk meningkatkan aktivitas antioksidan endogen (Lewis 2008; Park et al. 2002).

Gambar 3 Mahoni berdaun lebar (Swietenia macrophylla King)

(9)

7

dengan konsumsi oksigen sekitar 20-30%. Organ ini disusun oleh sel hepatosit, yang menyusun hingga 90% dari bobot total hati. Sel hepatosit kaya akan retikulum endoplasma, sesuai dengan tingginya sintesis protein dan lipid (Koolman 2005).

Organ hati merupakan pusat dari metabolisme antara (intermediary metabolism) dari tubuh. Beberapa fungsi utama dari hati adalah fungsi metabolisme, penyerapan nutrien dari saluran pencernaan ke dalam pembuluh darah, memasok metabolit dan nutrien ke bagian tubuh yang membutuhkan, detoksifikasi, dan ekskresi metabolit-metabolit yang tidak diperlukan oleh tubuh melalui kelenjar empedu. Fungsi metabolisme yang dilakukan oleh hati mencakup metabolisme karbohidrat, metabolisme lipid, metabolisme asam amino dan protein, penyimpanan, serta proses biotransformasi (Koolman 2005).

Fungsi biotransformasi yang dilakukan oleh hati adalah salah satu fungsi yang berkaitan dengan radikal bebas dan antioksidan endogen di dalam tubuh. Biotransformasi ialah proses konversi suatu senyawa menjadi senyawa lain. Fungsi ini tidak hanya terbatas dalam mengubah suatu senyawa yang berbahaya menjadi tidak berbahaya tetapi juga mencakup konversi suatu senyawa menjadi senyawa lain agar dapat dipergunakan oleh tubuh atau diproses untuk diekskresikan. Fungsi biotransformasi menjadi penting karena tubuh menerima atau mendapat berbagai senyawa asing, atau

xenobiotics, dari makanan atau melalui kontak dengan lingkungan, melalui kulit dan paru-paru. Salah satu contoh proses biotransformasi adalah pengubahan senyawa-senyawa radikal bebas yang berbahaya di dalam tubuh menjadi air dan oksigen, proses ini dikatalisis oleh beberapa enzim antioksidan yang diproduksi oleh hati yaitu superoksida dismutase, katalase, dan glutation peroksidase (Koolman 2005).

BAHAN DAN METODE Bahan dan Alat

Dalam percobaan ini sampel yang digunakan berupa hati tikus yang berasal dari penelitian Mustika (2010) yang didanai oleh penelitian Program Unggulan IPB (PUI) atas nama Dr. Syamsul Falah S.Hut., M.Si. dkk pada tahun 2009. Dalam penelitian tersebut tikus yang digunakan adalah tikus putih jantan galur Sprague Dawley, tikus diperoleh dari Badan POM saat berumur 2 bulan dengan

bobot badan 100-150 g. Kulit batang mahoni (S. macrophylla King) yang digunakan berasal dari pohon mahoni berumur 15 tahun yang ditanam di Arboretrum Universitas Winaya Mukti, Sumedang. Bahan-bahan yang digunakan dalam pengukuran aktivitas superoksida dismutase adalah larutan KCl, larutan EDTA (pH 7.4), bufer fosfat 50 mM (pH 8.2), dan pirogalol 10 mM.

Alat-alat yang digunakan adalah oven mikropipet, neraca analitik, pengaduk magnetik, alat-alat gelas, hot plate, peralatan ekstraksi, pipet volumetrik, vorteks,

homogenizer manual, sentrifus Beckman J2-21, rotor sentrifus JA 10 (r = 10,4cm), spektrofotometer UV-Vis.

Metode Penelitian Rancangan Percobaan

Dalam penelitian Mustika (2010) dipergunakan 35 ekor tikus. Hewan coba tersebut dibagi ke dalam lima kelompok masing-masing terdiri atas tujuh ekor. Kelompok I adalah kontrol normal yang hanya diberi pakan standar (komposisi protein 18%, lemak 4-6%, dan abu 7-9%). Kelompok II hingga V adalah kelompok hiperkolesterolemia yang diberi pakan kolesterol 1.5% (pakan standar 53%, kuning telur 36%, minyak curah 6%, dan lemak kambing 5%) dan dicekok PTU 0.5 mg/KgBB. Kelompok III adalah kelompok hiperkolesterolemia yang diberi tambahan cekok lovastatin 0.2875 mg/KgBB (kelompok lovastatin). Kelompok IV adalah kelompok hiperkolesterolemia yang diberi tambahan cekok ekstrak kulit batang mahoni dosis 1 sebesar 4.2 mg/KgBB (kelompok ekstrak 1), sedangkan kelompok V diberi ekstrak dosis 2 sebesar 21 mg/KgBB (kelompok ekstrak 2). Ekstrak kulit batang mahoni ini diberikan dari awal hingga akhir perlakuan.

(10)

7

dengan konsumsi oksigen sekitar 20-30%. Organ ini disusun oleh sel hepatosit, yang menyusun hingga 90% dari bobot total hati. Sel hepatosit kaya akan retikulum endoplasma, sesuai dengan tingginya sintesis protein dan lipid (Koolman 2005).

Organ hati merupakan pusat dari metabolisme antara (intermediary metabolism) dari tubuh. Beberapa fungsi utama dari hati adalah fungsi metabolisme, penyerapan nutrien dari saluran pencernaan ke dalam pembuluh darah, memasok metabolit dan nutrien ke bagian tubuh yang membutuhkan, detoksifikasi, dan ekskresi metabolit-metabolit yang tidak diperlukan oleh tubuh melalui kelenjar empedu. Fungsi metabolisme yang dilakukan oleh hati mencakup metabolisme karbohidrat, metabolisme lipid, metabolisme asam amino dan protein, penyimpanan, serta proses biotransformasi (Koolman 2005).

Fungsi biotransformasi yang dilakukan oleh hati adalah salah satu fungsi yang berkaitan dengan radikal bebas dan antioksidan endogen di dalam tubuh. Biotransformasi ialah proses konversi suatu senyawa menjadi senyawa lain. Fungsi ini tidak hanya terbatas dalam mengubah suatu senyawa yang berbahaya menjadi tidak berbahaya tetapi juga mencakup konversi suatu senyawa menjadi senyawa lain agar dapat dipergunakan oleh tubuh atau diproses untuk diekskresikan. Fungsi biotransformasi menjadi penting karena tubuh menerima atau mendapat berbagai senyawa asing, atau

xenobiotics, dari makanan atau melalui kontak dengan lingkungan, melalui kulit dan paru-paru. Salah satu contoh proses biotransformasi adalah pengubahan senyawa-senyawa radikal bebas yang berbahaya di dalam tubuh menjadi air dan oksigen, proses ini dikatalisis oleh beberapa enzim antioksidan yang diproduksi oleh hati yaitu superoksida dismutase, katalase, dan glutation peroksidase (Koolman 2005).

BAHAN DAN METODE Bahan dan Alat

Dalam percobaan ini sampel yang digunakan berupa hati tikus yang berasal dari penelitian Mustika (2010) yang didanai oleh penelitian Program Unggulan IPB (PUI) atas nama Dr. Syamsul Falah S.Hut., M.Si. dkk pada tahun 2009. Dalam penelitian tersebut tikus yang digunakan adalah tikus putih jantan galur Sprague Dawley, tikus diperoleh dari Badan POM saat berumur 2 bulan dengan

bobot badan 100-150 g. Kulit batang mahoni (S. macrophylla King) yang digunakan berasal dari pohon mahoni berumur 15 tahun yang ditanam di Arboretrum Universitas Winaya Mukti, Sumedang. Bahan-bahan yang digunakan dalam pengukuran aktivitas superoksida dismutase adalah larutan KCl, larutan EDTA (pH 7.4), bufer fosfat 50 mM (pH 8.2), dan pirogalol 10 mM.

Alat-alat yang digunakan adalah oven mikropipet, neraca analitik, pengaduk magnetik, alat-alat gelas, hot plate, peralatan ekstraksi, pipet volumetrik, vorteks,

homogenizer manual, sentrifus Beckman J2-21, rotor sentrifus JA 10 (r = 10,4cm), spektrofotometer UV-Vis.

Metode Penelitian Rancangan Percobaan

Dalam penelitian Mustika (2010) dipergunakan 35 ekor tikus. Hewan coba tersebut dibagi ke dalam lima kelompok masing-masing terdiri atas tujuh ekor. Kelompok I adalah kontrol normal yang hanya diberi pakan standar (komposisi protein 18%, lemak 4-6%, dan abu 7-9%). Kelompok II hingga V adalah kelompok hiperkolesterolemia yang diberi pakan kolesterol 1.5% (pakan standar 53%, kuning telur 36%, minyak curah 6%, dan lemak kambing 5%) dan dicekok PTU 0.5 mg/KgBB. Kelompok III adalah kelompok hiperkolesterolemia yang diberi tambahan cekok lovastatin 0.2875 mg/KgBB (kelompok lovastatin). Kelompok IV adalah kelompok hiperkolesterolemia yang diberi tambahan cekok ekstrak kulit batang mahoni dosis 1 sebesar 4.2 mg/KgBB (kelompok ekstrak 1), sedangkan kelompok V diberi ekstrak dosis 2 sebesar 21 mg/KgBB (kelompok ekstrak 2). Ekstrak kulit batang mahoni ini diberikan dari awal hingga akhir perlakuan.

(11)

8

Pengukuran Sampel Hati Tikus Segar sebagai Pembanding

Tikus berumur 6 bulan 2 minggu dinekropsi dan diambil hatinya. Hati tikus kemudian dibilas menggunakan larutan NaCl 0.9%, dikeringkan menggunakan kertas tisu, lalu ditimbang bobotnya. Hati tkus kemudian diukur aktivitas superoksida dismutasenya. Hasil pengukuran ini digunakan sebagai pembanding untuk melihat apakah sampel hati tikus dan pirogalol yang digunakan masih dalam keadaan baik.

Pengukuran Aktivitas Superoksida Dismutase (Marklund dan Marklund 1974 dengan modifikasi oleh Gatellier et al. 2004)

Preparasi Sampel. Sebanyak 1.15 gram hati tikus dicampurkan dengan 13 mL larutan ekstraksi yang mengandung 0.15 M KCl dan 0.79 M EDTA (pH 7.4) kemudian dihomogenisasi menggunakan homogenizer

manual. Lalu homogenat disentrifugasi pada 9000 rpm menggunakan sentrifus Beckman J2-21 dengan rotor JA 10 pada suhu 4oC selama 10 menit. Supernatan kemudian dipergunakan untuk uji aktivitas enzim superoksida dismutase.

Penentuan Waktu Inkubasi Sampel untuk Pengukuran Aktivitas SOD. Sebanyak 75 µl pirogalol 10 mM dicampurkan dengan 2850 µl bufer fosfat 50 mM (pH 8.2) kemudian ditambahkan 75 µl larutan ekstraksi. Larutan tersebut diukur absorbansinya pada panjang gelombang 340 nm setiap 10 detik selama 10 menit. Waktu inkubasi ditentukan saat grafik hubungan antara waktu dan absorbans masih memiliki nilai r2 sebesar 0.99.

Analisis Aktivitas SOD pada Hati. Sebanyak 75 µl pirogalol 10 mM dicampurkan dengan 2850 µl bufer fosfat 50 mM (pH 8.2), kemudian dilakukan penambahan 75 µl sampel. Tingkat autooksidasi dari pirogalol saat ditambahkan dengan sampel dibandingkan dengan standar (dengan 75 µl larutan ekstraksi) dengan pengukuran peningkatan nilai absorbansi pada

λ 420 nm selama 2 menit. Satu unit enzim SOD dinyatakan sebagai banyaknya enzim yang dibutuhkan untuk menghambat reaksi autooksidasi pirogalol sebanyak 50%.

Analisis Statistik (Matjik & Sumertajaya 2000)

Rancangan yang digunakan adalah rancangan acak lengkap atau RAL. Analisis data dilakukan dengan metode Analysis of

Variance (ANOVA). Jika terdapat perbedaan dalam perlakuan, maka dilakukan uji Duncan. Model RAL adalah sebagai berikut (Matjik & Sumertajaya 2000):

Yij = µ + τi+ εij

Keterangan:

i = 1, 2, ..., t dan j = 1, 2, ..., r

Yij = pengamatan perlakuan ke-i dan ulangan ke-j

µ = pengaruh rataan umum

τi = pengaruh rataan ke-i, i = 1, 2, 3, 4, 5

εij = pengaruh galat perlakuan ke-i dan ulangan ke-j, j = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7

HASIL DAN PEMBAHASAN Pengaruh Penyimpanan terhadap Kondisi

Sampel Hati

Sampel hati yang digunakan telah mengalami penyimpanan selama 12 bulan di dalam freezer. Dalam penyimpanan sampel menjadi rawan terhadap kerusakan. Oleh karena itu perlu dilakukan suatu pengujian yang dapat menunjukkan apakah sampel masih dalam kondisi baik atau tidak. Jika sampel masih dalam keadaan baik maka enzim SOD dalam sampel hati yang mengalami penyimpanan akan tetap memiliki aktivitas sebagai antioksidan. Pengujian dilakukan dengan membandingkan aktivitas enzim SOD dari sampel hati yang telah mengalami penyimpanan (diwakili oleh sampel hati tikus kelompok perlakuan normal) dengan sampel hati segar yang diperoleh dari tikus berumur 6,5 bulan (sama dengan usia tikus yang dipergunakan sebagai hewan percobaan dan tidak mengalami penyimpanan sebelum diukur aktivitas antipksidan SODnya). Aktivitas antioksidan SOD ditentukan dengan mengukur daya hambat yang diberikan ekstrak hati pada proses autooksidasi pirogalol. Aktivitas antioksidan SOD dinyatakan dalam bentuk persen hambatan proses autooksidasi pirogalol.

(12)

8

Pengukuran Sampel Hati Tikus Segar sebagai Pembanding

Tikus berumur 6 bulan 2 minggu dinekropsi dan diambil hatinya. Hati tikus kemudian dibilas menggunakan larutan NaCl 0.9%, dikeringkan menggunakan kertas tisu, lalu ditimbang bobotnya. Hati tkus kemudian diukur aktivitas superoksida dismutasenya. Hasil pengukuran ini digunakan sebagai pembanding untuk melihat apakah sampel hati tikus dan pirogalol yang digunakan masih dalam keadaan baik.

Pengukuran Aktivitas Superoksida Dismutase (Marklund dan Marklund 1974 dengan modifikasi oleh Gatellier et al. 2004)

Preparasi Sampel. Sebanyak 1.15 gram hati tikus dicampurkan dengan 13 mL larutan ekstraksi yang mengandung 0.15 M KCl dan 0.79 M EDTA (pH 7.4) kemudian dihomogenisasi menggunakan homogenizer

manual. Lalu homogenat disentrifugasi pada 9000 rpm menggunakan sentrifus Beckman J2-21 dengan rotor JA 10 pada suhu 4oC selama 10 menit. Supernatan kemudian dipergunakan untuk uji aktivitas enzim superoksida dismutase.

Penentuan Waktu Inkubasi Sampel untuk Pengukuran Aktivitas SOD. Sebanyak 75 µl pirogalol 10 mM dicampurkan dengan 2850 µl bufer fosfat 50 mM (pH 8.2) kemudian ditambahkan 75 µl larutan ekstraksi. Larutan tersebut diukur absorbansinya pada panjang gelombang 340 nm setiap 10 detik selama 10 menit. Waktu inkubasi ditentukan saat grafik hubungan antara waktu dan absorbans masih memiliki nilai r2 sebesar 0.99.

Analisis Aktivitas SOD pada Hati. Sebanyak 75 µl pirogalol 10 mM dicampurkan dengan 2850 µl bufer fosfat 50 mM (pH 8.2), kemudian dilakukan penambahan 75 µl sampel. Tingkat autooksidasi dari pirogalol saat ditambahkan dengan sampel dibandingkan dengan standar (dengan 75 µl larutan ekstraksi) dengan pengukuran peningkatan nilai absorbansi pada

λ 420 nm selama 2 menit. Satu unit enzim SOD dinyatakan sebagai banyaknya enzim yang dibutuhkan untuk menghambat reaksi autooksidasi pirogalol sebanyak 50%.

Analisis Statistik (Matjik & Sumertajaya 2000)

Rancangan yang digunakan adalah rancangan acak lengkap atau RAL. Analisis data dilakukan dengan metode Analysis of

Variance (ANOVA). Jika terdapat perbedaan dalam perlakuan, maka dilakukan uji Duncan. Model RAL adalah sebagai berikut (Matjik & Sumertajaya 2000):

Yij = µ + τi+ εij

Keterangan:

i = 1, 2, ..., t dan j = 1, 2, ..., r

Yij = pengamatan perlakuan ke-i dan ulangan ke-j

µ = pengaruh rataan umum

τi = pengaruh rataan ke-i, i = 1, 2, 3, 4, 5

εij = pengaruh galat perlakuan ke-i dan ulangan ke-j, j = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7

HASIL DAN PEMBAHASAN Pengaruh Penyimpanan terhadap Kondisi

Sampel Hati

Sampel hati yang digunakan telah mengalami penyimpanan selama 12 bulan di dalam freezer. Dalam penyimpanan sampel menjadi rawan terhadap kerusakan. Oleh karena itu perlu dilakukan suatu pengujian yang dapat menunjukkan apakah sampel masih dalam kondisi baik atau tidak. Jika sampel masih dalam keadaan baik maka enzim SOD dalam sampel hati yang mengalami penyimpanan akan tetap memiliki aktivitas sebagai antioksidan. Pengujian dilakukan dengan membandingkan aktivitas enzim SOD dari sampel hati yang telah mengalami penyimpanan (diwakili oleh sampel hati tikus kelompok perlakuan normal) dengan sampel hati segar yang diperoleh dari tikus berumur 6,5 bulan (sama dengan usia tikus yang dipergunakan sebagai hewan percobaan dan tidak mengalami penyimpanan sebelum diukur aktivitas antipksidan SODnya). Aktivitas antioksidan SOD ditentukan dengan mengukur daya hambat yang diberikan ekstrak hati pada proses autooksidasi pirogalol. Aktivitas antioksidan SOD dinyatakan dalam bentuk persen hambatan proses autooksidasi pirogalol.

(13)

9

diberikan menunjukkan bahwa SOD dalam sampel hati yang telah disimpan selama 12 bulan masih dalam kondisi baik dan masih dapat menjalankan fungsinya sebagai enzim antioksidan.

Lebih tingginya daya hambat dari sampel hati perlakuan normal disebabkan oleh adanya perbedaan perlakuan tikus. Tikus yang digunakan sebagai pembanding tidak mengalami penyekokan dan hanya mengalami pengambilan darah sebanyak satu kali sehingga stres akibat perlakuan yang diterima oleh kedua kelompok tikus ini berbeda. Stres akibat perlakuan dapat memicu terjadinya stres oksidatif pada tikus. Menurut Ellah et al. (2008) stres oksidatif pada tikus dapat menyebabkan meningkatnya aktivitas enzim SOD pada hati tikus.

Gambar 4 Aktivitas antioksidan SOD pada sampel hati tikus yang telah mengalami penyimpanan dan yang tidak mengalami penyimpanan

Pengaruh Pakan Kolesterol terhadap Aktivitas SOD

Sampel hati yang digunakan pada penelitian ini berasal dari tikus yang berasal dari penelitian Mustika (2010). Tikus ini didesain untuk penelitian mengenai potensi ekstrak mahoni sebagai pencegah hiperkolesterolemia, sehingga dalam tahapan perlakuannya semua tikus, kecuali kelompok normal, mendapat asupan kolesterol dalam dietnya. Rata-rata aktivitas antioksidan SOD hati tikus untuk kelompok normal (47.96±12.37%) dan kelompok hiperkolesterolemia (44.22±13.68%) tidak berbeda nyata secara statistik (p>0.05) (Gambar 5).

Fki et al. (2005) dalam penelitiannya menunjukkan bahwa kondisi hiperkolesterolemia dapat mengurangi

antioksidan di dalam tubuh dan juga mengurangi aktivitas dari enzim SOD dan katalase hingga 24% jika dibandingkan dengan kelompok normal pada penelitiannya. Rata-rata konsentrasi kolesterol darah minggu ke-0 dan ke-8 untuk kelompok normal adalah sebesar 63.77±6.76 mg/dL dan 76.49±8.23 mg/dL dan untuk kelompok hiperkolesterolemia sebesar 63.26 ±7.33 mg/dL dan 95.34±15.24 mg/dL (Mustika 2010). Konsentrasi kolesterol tikus kelompok normal antara minggu ke-0 dan minggu ke -8 tidak berbeda nyata sedangkan konsentrasi kolesterol tikus kelompok hiperkolesterolemia pada minggu ke-8 mengalami kenaikan sebesar 52.27% dibanding konsentrasi kolesterolnya pada minggu ke-0. Jika dilihat dari persentase kenaikan konsentrasi kolesterol pada kelompok hiperkolesterolemia maka dapat dikatakan bahwa tikus pada kelompok tersebut telah mengalami hiperkolesterolemia. Namun nilai rata-rata konsentrasi kolesterol pada kedua kelompok perlakuan masih termasuk normal karena kolesterol darah tikus dikatakan hiperkolesterolemia saat konsentrasinya lebih dari 130 mg/dL (Malole & Pramono 1989). Zhao dan Wright (2010) melaporkan bahwa kolesterol akan menyebabkan stres oksidatif saat telah terjadi kondisi hiperkolesterolemia karena pada saat kondisi hiperkolesterolemia akan terjadi peningkatan pembuangan kolesterol dari dalam tubuh. Artinya pada penelitian ini tidak terjadi peningkatan pembuangan kolesterol dari dalam tubuh tikus sehingga tidak terjadi keadaan stres oksidatif yang dapat mempengaruhi konsentrasi SOD pada hati tikus. Hal inilah yang menyebabkan terjadinya perbedaan hasil dengan hasil penelitian dari Fki et al. (2005)

(14)

10

Pengaruh Pemberian Ekstrak Mahoni terhadap Aktivitas SOD

Penelitian ini menganalisis aktivitas antioksidan SOD yang terdapat di dalam hati tikus sebagai gambaran pengaruh pemberian ekstrak mahoni terhadap aktivitas antioksidan SOD. Aktivitas antioksidan SOD yang terukur dari kelompok hiperkolesterolemia, kelompok ekstrak 1, dan ekstrak 2 secara berurutan adalah 44.29±13.68%, 43.83±11.77%, dan 40.58±11.99% (Gambar 6). Secara statistik aktivitas antioksidan SOD dari ketiga kelompok ini tidak berbeda nyata. Dalam kata lain kelompok yang menerima asupan ekstrak dalam perlakuannya tidak mengalami peningkatan jumlah SOD dalam tubuhnya.

Jika dilihat konsentrasi lipid peroksida darahnya, lipid peroksida kelompok HK (3.380 nmol/mL) masih lebih tinggi dibandingkan kelompok ekstrak 1 (2.353nmol/mL) dan kelompok ekstrak 2 (2.789 nmol/mL). Peroksidasi lipid kelompok perlakuan ekstrak lebih kecil dibandingkan dengan kelompok HK. Hal ini berarti kinerja ekstrak sebagai antioksidan tetap ada. Namun, berdasarkan konsentrasi lipid peroksida dapat dikatakan bahwa ekstrak kulit kayu mahoni tidak bertindak sebagai antioksidan dengan cara meningkatkan aktivitas antioksidan endogen (SOD) tetapi kemungkinan besar komponen-komponen ekstrak bekerja secara langsung dalam mencegah terjadinya peroksidasi lipid.

Kelompok lovastatin digunakan sebagai kontrol positif dalam mencegah hiperkolesterolemia pada penelitian Mustika (2010). Lovastatin, salah satu senyawa golongan statin, merupakan inhibitor

Gambar 6 Aktivitas antioksidan SOD pada kelompok pemberian ekstrak

HMG-KoA reduktase yaitu salah satu enzim yang berperan dalam proses biosintesis kolesterol.Lovastatin, walaupun secara struktur tidak dapat bereaksi sebagai molekul antioksidan, mampu menghambat rekasi isoprenoid dalam proses aktivasi NADPH oksidase, melalui cara itu lovastatin dapat menghambat pembentukan radikal superoksida sehingga mengurangi kemungkinan terjadinya peroksidasi lipid oleh radikal bebas (Bokoch & Prossnitz 1992). Aktivitas antioksidan SOD dari kelompok ini, yang ditunjukkan melalui besarnya penghambatan autooksidasi dari pirogalol, adalah sebesar 48.03±6.04%. Besarnya aktivitas dari kelompok ini tidak berbeda nyata dengan aktivitas SOD kelompok normal.

Hasil ini sesuai dengan beberapa penelitian lain yang menunjukkan bahwa lovastatin dapat mempertahankan aktivitas enzim SOD dalam keadaan stres oksidatif. Chen et al. (1997) melaporkan bahwa penggunaan lovastatin pada tikus hiperkolesterolemia dapat menurunkan tingkat peroksidasi lipid dan mempertahankan aktivitas SOD hingga taraf normal (hingga sama dengan aktivitas SOD pada kelompok normal dengan penelitian Chen et al. 1997). Ma et al. (2003) menyatakan bahwa peningkatan peroksidasi lipid dapat menyebabkan penurunan aktivitas enzim SOD.

Ekstrak air kulit mahoni yang dipergunakan diketahui mengandung senyawa alkaloid, flavonoid, tanin, saponin, dan triterpenoid (Ningsih 2010). Flavonoid yang terkandung pada ekstrak termasuk ke dalam kelompok flavon dan flavonol. Ningsih (2010) melaporkan bahwa konsentrasi flavonoid yang terkandung adalah setara dengan 0.0402% (b/b) kuersetin, kuersetin merupakan senyawa golongan flavonol yang paling aktif dan umumnya terdapat pada tanaman.

Senyawa polifenol diketahui memiliki berbagai aktivitas di dalam sistem biologis tubuh, misalnya saja antioksidan, tetapi pengetahuan tentang mekanisme senyawa polifenol di dalam tubuh sebagai antioksidan masih belum diketahui secara pasti. Hal ini dikarenakan polifenol akan mengalami proses metabolisme ketika masuk ke dalam tubuh, sehingga memungkinkan terjadinya kehilangan kemampuan sebagai antioksidan.

Beberapa aktvitas biologis dari senyawa polifenol di dalam tubuh yang telah diketahui antara lain senyawa polifenol, terutama senyawa flavonoid golongan flavon, memiliki

0 10 20 30 40 50 60 70

HK Lovas E1 E2

(15)

11

aktivitas sebagai inhibitor enzim xantin oksidase sehingga dapat mengurangi pembentukan radikal bebas yang dihasilkan oleh xantin oksidase (Hoorn et al. 2002). Senyawa isoflavon, genistein, juga diketahui dapat meningkatkan ekspresi gen dari enzim glutation peroksidase yang menyebabkan meningkatnya pertahanan antioksidan endogen dalam tubuh (Suzuki et al. 2002). Selain itu, kuersetin diketahui dapat menghambat pembentukan radikal bebas karena kemampuannya dalam mengkelat ion logam sehingga dapat mencegah terjadinya pembentukan radikal bebas melalui rekasi Fenton, kuersetin juga diketahui dapat meningkatkan ekspresi gen dari enzim antioksidan terutama kelompok enzim glutation (Moskaug et al. 2004).

SIMPULAN DAN SARAN Simpulan

Pemberian ekstrak air kulit kayu mahoni dosis antihiperkolesterolemia (4.2 mg/KgBB dan 21 mg/KgBB) tidak mempengaruhi aktivitas SOD pada hati tikus. Aktivitas SOD dari semua kelompok perlakuan tikus tidak berbeda satu sama lain. Hal ini berarti peranan ekstrak mahoni sebagai antioksidan dalam tubuh bukanlah dengan meningkatkan antioksidan superoksida dismutase.

Saran

Perlu dilakukan penelitian lanjutan untuk melihat mekanisme yang dilakukan ekstrak air kulit kayu mahoni dalam peranannya sebagai antioksidan dalam tubuh. Saran yang diajukan diantaranya adlaah melakukan pengukuran konsentrasi terhadap enzim antioksidan lain dalam tubuh (katalase dan glutation peroksidase) dan mengukur berbagai senyawa polifenol yang beredar dalam tubuh tikus.

DAFTAR PUSTAKA

Albert AD, Battaglia KB. 2005. The role of cholesterol in rod outer segment membranes. Progress in Lipid Research

44: 99-124.

Alviani. 2007. Khasiat ramuan ekstrak daun jati belanda terhadap peroksidasi lipid hati tikus hiperlipidemia [skripsi]. Bogor: Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor.

Bokoch GM, Prossnitz V. 1992. Isoprenoid metabolism is required for stimulation of the respiratory burst oxidase of HL-60 cells. J Clin Invest 89:402-408.

Chen L et al. 1997. Preservation of endogenous antioxidant activity and inhibition of lipid peroxidation as common mechanisms of antiatherosclerotic effects of vitamin E, lovastatin and amlodipine.

JACC 30: 569-575.

Choi J, Roche E, Caquet T. 1999. Characterization of superoxide dismutase activity in Chironomus riparius Mg. (Diptera, Chironomidae) larvae – a potential biomarker. Comparative Biochemistry and Physiology Part C 124: 73–81.

Christyaningsih J, Suwandito, Purnomo SU. 2003. Pengaruh suplementasi vitamin E dan C terhadap aktivitas enzim superoksida dismutase (SOD) dalam eritrosit tikus yang terpapar asap rokok kretek. JBP 5: 87-91.

Dachriyanus et al. 2007. Uji efek A-Mangostin terhadap kadar kolesterol total, trigliserida, kolesterol HDL, dan kolesterol LDL darah mencit putih jantan serta penentuan lethal dosis 50 (Ld50). J Sains

Tek Far 12: 64-72.

Ellah MRA, Okada K, Goryo M, Oishi A, Yasuda J. 2009. Superoxide dismutase activity as a measure of hepatic oxidative stress in cattlefollowing ethionine administration. The Veterinary Journal

182: 336-341.

Falah S, Suzuki T, Katayama T. 2008. Chemical constituents from Swietenia macrophylla bark and their antioxidant activity. Pakistan Journal of Biological Sciences 11: 2007-2012.

Fki I, Bouaziz M, Sahnoun Z, Sayadi S. 2005. Hypocholesterolemic effects of phenolic-rich extracts of Chemlali olive cultivar in rats fed a cholesterol-rich diet. Bioorganic & Medicinal Chemistry 13: 5362–5370. Giri LN. 2008. Potensi antioksidan daun

(16)

11

SIMPULAN DAN SARAN Simpulan

Saran

DAFTAR PUSTAKA

44: 99-124.

JACC 30: 569-575.

Tek Far 12: 64-72.

182: 336-341.

(17)

AKTIVITAS ANTIOKSIDAN SUPEROKSIDA DISMUTASE

PADA HATI TIKUS HIPERKOLESTEROLEMIA YANG

DIBERI EKSTRAK KULIT MAHONI

(Swietenia macrophylla)

MARSUDI SIBURIAN

DEPARTEMEN BIOKIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

(18)

11

SIMPULAN DAN SARAN Simpulan

Saran

DAFTAR PUSTAKA

44: 99-124.

JACC 30: 569-575.

Tek Far 12: 64-72.

182: 336-341.

(19)

12

Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor.

Grundy SM. 1991. Multifactorial ethiology of hypercholesterolemia: implication for prevention of coronary heart disease.

Atheros Thromb 11: 1619-1635.

Hoorn DECV et al. 2002. Accurate prediction of xanthine oxidase inhibition based on the structure of flavonoids. European Journal of Pharmacology 451: 111-118.

Hseu YC et al. 2008. Antioxidant activities of

Toona Sinensis leaves extracts using different antioxidant mode. Food and Chemical Toxicology 46: 105–114. Joker D, Schmidt L. 2000. Seed leaflet:

Swietenia macrophylla King. [terhubung berkala]. http://www.sl.kvl.dk/upload/ swietenia_macrophylla_int.pdf. [17 Nov 2009].

Koolman J, Roehm KH. 2005. Color Atlas of Biochemistry. ed. ke-2. Stuttgart: Georg Thieme Verlag.

Kumar S, Kumar D. 2009. Antioxidant and radical scavenging activities of edible weeds. African Journal of Food Agriculture Nutrition and Development 9: 1174-1190.

Kuthan H, Tsuji H, Ulsrich V. 1978. Generation of superoxide anion as a source of hydrogen peroxide in a reconstituted monooxygenase system. FEBS LETTERS

91:343-345.

Lavenia A. 2010. Potensi ekstrak kulit batang mahoni sebagai antioksidan pada tikus hiperurisemia [skripsi]. Bogor: Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor.

Lehninger AL, Nelson DL, Cox MM. 2004.

Principles of Biochemistry. New York: Worth Pr.

Lewis JB. 2008.Effects of bran from sorghum grains containing different classes and levels of bioactive compounds in colon carcinogenesis [tesis]. Texas: A&M University.

Lichtenstein AH et al. 2006. Diet and lifestyle recommendations revisition 2006: A

scientific statement from the American heart association nutrition committee.

Circulation 114: 82-96.

Ma FX, Liu LY, Xiong XM. 2003. Protective effects of lovastatin on vascular endothelium injured by low density lipoprotein. Acta Pharmacol Sin 24 : 1027-1032.

Maiti A, Dewanjee S, Mandal SC. 2007. In vivo evaluation of antidiarrhoeal activity of the seed of Swietenia macrophylla King (Meliaceae). Tropical Journal of Pharmaceutical Research 6: 711-716. Malole MBM, Pramono CSU. 1989.

Penggunaan Hewan-Hewan Percobaan di Laboratorium. Bogor: PAU IPB.

Marklund S, Marklund G. 1974. Involvement of the superoxide anion radical in the autooxidation of pyrogallol and a convenient assay for superoxide dismutase. Eur J Biochem 47: 469-474. McCord JM, Fridovich I. 1969. Superoxide

dismutase: an enzymic function for erythrocuprein (hemocuprein). The Journal of Biological Chemistry 244: 6049-6055.

Middleton E, Kandaswami C, Theoharides TC. 2000. The effects of plant flavonoids on mammalian cells: implications for inflammation, heart disease, and cancer.

Pharmacol Rev 52: 673–751.

Ming M, Guanhua L, Zhanhai Y, Guang C, Xuan Z. 2009. Effect of the Lycium barbarum polysaccharides administration on blood lipid metabolism and oxidative stress of mice fed high-fat diet in vivo.

Food Chemistry 113: 872–877.

Mootoo BS et al. 1999. Limonoids from

Swietenia macrophylla and S. aubrevilleana. J Nat Prod 62: 1514-1517. Moskaug JO, Carlsen H, Myhrstad M,

Blomhoff R. 2004. Molecular imaging of the biological effects of quercetin and quercetin-rich foods. Mechanisms of Ageing and Development 125: 315-324. Murray RK, Granner DK, Mayes PA, Rodwell

(20)

13

Biochemistry Twenty-Sixth Edition. New York: McGraw-Hill.

Mustika R. 2010. Khasiat ekstrak kulit kayu mahoni (Swietenia macrophylla King.) sebagai pencegah hiperkolesterolemia pada tikus putih [skripsi]. Bogor: Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor.

Ningsih F. 2010. Kandungan flavonoid kulit kayu mahoni (Swietenia macrophylla

King) dan toksisitas akutnya terhadap mencit [skripsi]. Bogor: Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor.

Park SY. 2002. Effect of rutin and tannic acid supplements on cholesterol metabolism in rats. Nutrition Research 22: 283–295. Reddy KK, Reddy TPK, Somasekharaiah BV,

Kumari KS. 1998. Free radical generation and lipid peroxidation among the dry cell industry workers exposed to carbon.

Indian Journal of Clinical Biochemistry

13: 27-32.

Shaban NZ, Helmy MH, El-Kersh MAR, Mahmoud BF. 2003. Effects of Bacillus thuringiensis toxin on hepatic lipid peroxidation and free-radical scavengers in rats given alpha-tocopherol or acetylsalicylate. Comparative Biochemistry and Physiology Part C 135: 405–414.

Supriadi A. 2006. Potensi, kegunaan, dan nilai tambah kayu dari hutan wilayah Kabupaten Bogor. Di dalam: Kontribusi Hutan Rakyat dalam Kesinambungan Industri Kehutanan. Prosiding Seminar Hasil Litbang Hasil Hutan; Bogor, 21 September 2006. Bogor: Pusat Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan. Hlm 58-63.

Suzuki K et al. 2002. Genistein, a soy isoflavone, induces glutathione peroxidase in the human prostate cancer cell lines LNCAP and PC-3. Int J Cancer 99: 846-852.

Tandon VR, Verma S, Singh JB, Mahajan A. 2005. Antioxidants and cardiovascular health. JK Science 7: 61-64.

Tourino S et al. 2008. Antioxidant/prooxidant effects of bioactive polyphenolics.

EJEAFChe 7: 3348-3352.

Utami DFR. 2010. Peroksidasi lipid pada tikus hiperkolesterolemia selama pemberian ekstrak kulit batang mahoni (Swietenia macrophylla) [skripsi]. Bogor: Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor.

Valenzuela A, Sanhueza J, Susana N. 2003. Cholesterol oxidation: health hazard and the role of antioxidants in prevention. Biol Res 36: 291-302.

Verissimo A, Barreto P, Tarifa R, Uhl C. 1995. Extraction of a high-value natural resource in Amazonia: the case of mahogany. Forest Ecology and Management 72: 39-60.

Wu J et al.. 2004. Liposome-mediated extracellular superoxide-dismutase gene delivery protects against acute liver injury in mice. Hepatology 40: 195-204.

(21)

AKTIVITAS ANTIOKSIDAN SUPEROKSIDA DISMUTASE

MARSUDI SIBURIAN

DEPARTEMEN BIOKIMIA

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

(22)

ABSTRAK

MARSUDI SIBURIAN. Aktivitas Antioksidan Superoksida Dismutase pada Hati

Tikus Hiperkolesterolemia yang Diberi Ekstrak Kulit Mahoni (

Swietenia

macrophylla

). Dibimbing oleh SULISTIYANI dan SYAMSUL FALAH.

(23)

ABSTRACT

MARSUDI SIBURIAN. Superoxide Dismutase Antioxidant Activity in

Hypercholesterolemic Rat Liver Treated

with Mahoni’s (

)

Bark Extract. Under the direction of SULISTIYANI and SYAMSUL FALAH.

Mahoni’s stem bark

is wood industrial waste that rich in secondary metabolites.

Research about its antioxidant potency has been done previously. This research

was performed to study about the

mahoni’s bark extract

mechanism on lowering

lipid peroxidation by determining the activity of endogenous antioxidant in the

liver. Thirty five male rats were divided into 5 groups (n=7) normal,

hypercholesterolemic, lovastatin, extract 1, and extract 2 group. Normal group fed

with standard rat chow, hypercholesterolemic group (HK) with cholesterol chow

(1,5%) and PTU (0,5 mg/KgBW), lovastatin group (HK + lovastatin 0,2857

mg/KgBW), E1 group (HK+ mahoni extract 4,2 mg/KgBW), and E2 group (HK +

mahoni extract 21 mg/KgBW). Experiments were carried out for 8 consecutive

weeks. The rat liver superoxide dismutase (SOD) antioxidant activity were

determined by calculating the inhibition percentage of pyrogallol autooxidation

process became purpurogallin by SOD, total formed purpurogallin was measured

using spectrophotometer with 340 nm wavelength. The SOD antioxidant activities

in normal group of rats was 47.96±12.37%. There was not any significant SOD

antioxidant activities difference between all rats group of treatment (



=0.05).

These result showed that mahoni’s bark extract roles as antioxidant in rats was

(24)

AKTIVITAS ANTIOKSIDAN SUPEROKSIDA DISMUTASE

MARSUDI SIBURIAN

Skripsi

sebagai salah satu syarat memperoleh gelar

Sarjana Sains pada

Departemen Biokimia

DEPARTEMEN BIOKIMIA

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

(25)

Judul skripsi

Nama

NIM

:

Aktivitas Antioksidan Superoksida Dismutase pada Hati Tikus

Hiperkolesterolemia yang Diberi Ekstrak Kulit Mahoni

(

)

Marsudi Siburian

G84061570

Disetujui

Komisi Pembimbing

drh. Sulistiyani, M.Sc., Ph.D

Dr. Syamsul Falah, S.Hut., M.Si.

Ketua

Anggota

Diketahui

Dr. I Made Artika, M.App.Sc.

Ketua Departemen Biokimia

(26)

PRAKATA

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan YME atas rahmat dan

karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan karya ilmiah ini sebagai salah satu

persyaratan untuk memperoleh gelar sarjana sains di Departemen Biokimia. Karya

ilmiah ini berjudul Aktivitas Antioksidan Superoksida Dismutase pada Hati Tikus

Hiperkolesterolemia yang Diberi Ekstrak Kulit Mahoni (

)

yang sebagian penelitiannya didanai oleh program penelitian strategis unggulan

IPB atas nama Dr. Syamsul Falah, S.Hut., M.Si. dkk. Penelitian ini telah

dilaksanakan pada bulan Agustus hingga November 2010 di Laboratorium

Departemen Biokimia FMIPA IPB, Darmaga-Bogor.

Penulis mengucapkan terima kasih kepada drh. Sulistiyani, M.Sc. Ph.D

selaku pembimbing utama dan Dr. Syamsul Falah, S.Hut., M.Si. selaku

pembimbing kedua atas bimbingannya selama penelitian dan penyusunan karya

ilmiah ini. Ucapan terimakasih juga penulis sampaikan kepada orangtua dan

saudara-saudara tercinta atas segala doa dan dukungan. Penulis juga mengucapkan

terima kasih kepada Ratna Mustika, Donna Fujie, Renna Yulia, Putra Hidayat,

Feni Tri Asmoro, serta teman-teman Biokimia atas bantuannya dalam penelitian

ini. Semoga karya tulis ini dapat bermanfaat bagi pembaca.

Bogor, Juli 2011

(27)

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Bogor pada tanggal 26 Oktober 1988 dari ayah Tumpal

Siburian (Alm) dan ibu Diana Sihombing, sebagai anak kelima dari lima

bersaudara. Tahun 2006, penulis lulus dari Sekolah Menengah Umum Negeri 3

Kota Bogor dan pada tahun yang sama diterima di IPB melalui Undangan Seleksi

Masuk IPB (USMI). Penulis diterima di Departemen Biokimia, Fakultas

Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam.

(28)

DAFTAR ISI

Halaman

DAFTAR GAMBAR ... vi

DAFTAR LAMPIRAN ... vi

PENDAHULUAN ... 1

TINJAUAN PUSTAKA

Radikal Bebas Dalam Tubuh ... 2

Hiperkolesterolemia dan Radikal Bebas ... 2

Antioksidan Endogen dan Eksogen ... 5

Superoksida Dismutase ... 5

Swietenia macrophylla ...

6

Peran Hati sebagai Biotransformator ... 6

BAHAN DAN METODE

Bahan dan Alat ... 7

Metode Penelitian ... 7

HASIL DAN PEMBAHASAN

Pengaruh Penyimpanan terhadap Kondisi Sampel Hati... 8

Pengaruh Pakan Kolesterol terhadap Aktivitas SOD ... 9

Pengaruh Pemberian Ekstrak Mahoni terhadap Aktivitas SOD ...10

SIMPULAN DAN SARAN

(29)

DAFTAR GAMBAR

Halaman

1 Tahapan biosintesis kolesterol ... 3

2 Biosintesis asam empedu primer ... 4

3 Mahoni berdaun lebar (

King) ... 6

4 Aktivitas antioksidan SOD pada sampel hati tikus yang telah mengalami

penyimpanan dan yang tidak mengalami penyimpanan ... 9

5 Aktivitas antioksidan SOD hati tikus pada kelompok pemberian pakan

normal dan pakan kolesterol ... 9

6 Aktivitas antioksidan SOD pada kelompok pemberian ekstrak ...10

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

1 Rancangan percobaan ...15

2 Ekstraksi serbuk kayu mahoni ...16

3 Penyiapan pakan kolesterol ...16

4 Penentuan waktu inkubasi ...17

5 Preparasi sampel hati tikus ...18

6 Analisis aktivitas antioksidan superoksida dismutase ...18

7 Data konsentrasi kolesterol darah tikus minggu ke-8 ...19

8 Data konsentrasi lipid peroksida darah tikus minggu ke-8 ...19

9 Nilai absorbansi kontrol pengukuran aktivitas antioksidan SOD ...20

10 Penentuan waktu inkubasi berdasarkan nilai absorbansi kontrol...23

11 Data absorbansi pengukuran aktivitas antioksidan SOD sampel hati

(30)

PENDAHULUAN

Masyarakat modern saat ini terbiasa mengonsumsi makanan yang rendah serat dan mengandung kolesterol tinggi. Beberapa contoh dari makanan tersebut antara lain produk daging (sapi, kambing, babi) dan olahannya, kuning telur, jerohan, keju, dan mentega. Makanan berlemak yang memiliki kadar lemak jenuh tinggi sangat tidak baik dikonsumsi dalam jumlah besar. Konsumsi makanan berlemak dengan kadar kolesterol lebih dari 300 mg per hari dapat memicu timbulnya berbagai penyakit yang diakibatkan oleh meningkatnya konsentrasi kolesterol di dalam darah atau yang biasa disebut hiperkolesterolemia (Lichtenstein et al. 2006). Beberapa penelitian menunjukkan bahwa keadaan hiperkolesterolemia dapat menyebabkan terjadinya peningkatan jumlah radikal bebas di dalam tubuh yang ditandai oleh meningkatnya oksidasi lipid. Giri (2008) melaporkan bahwa tikus Sprague Dawley

yang diinduksi hiperkolesterolemia dengan pemberian pakan kaya kolesterol dan PTU selama 13 minggu mengalami peningkatan konsentrasi lipid peroksida dalam darah sebesar 371.75%.

Radikal bebas merupakan unsur atau senyawa yang memiliki satu atau lebih elektron yang tidak berpasangan. Radikal bebas di