PENGARUH TEPUNG BUAH NAGA MERAH (Hylocereus
polyrhizus) DAN OLAHRAGA RENANG TERHADAP PENANDA
INFLAMASI, STRES OKSIDATIF DAN KEBUGARAN PADA
TIKUS JANTAN (Sprague dawley) DENGAN OBESITAS
TONNY CORTIS MAIGODA
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
PERNYATAAN MENGENAI DISERTASI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa disertasi berjudul Pengaruh Tepung Buah Naga Merah (Hylocereus polyrhizus) dan Olahraga Renang Terhadap Penanda Inflamasi, Stres Oksidatif, dan Kebugaran pada Tikus Jantan (Sprague dawley) dengan Obesitas adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir disertasi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor.
Bogor, Mei 2016
RINGKASAN
TONNY CORTIS MAIGODA. Pengaruh Tepung Buah Naga Merah (Hylocereus polyrhizus) dan Olahraga Renang terhadap Penanda Inflamasi, Stres Oksidatif dan Kebugaran pada Tikus Jantan (Sprague dawley) dengan Obesitas. Dibimbing oleh AHMAD SULAEMAN, BUDI SETIAWAN, dan I WAYAN T. WIBAWAN.
Obesitas pada anak dan remaja menjadi perhatian utama, bukan hanya karena masalah sosial dalam jangka pendek saja, tetapi juga karena ada risiko berlanjut terus sampai dewasa dan mempengaruhi kesehatan jangka panjang. Inflamasi dan stres oksidatif adalah faktor utama dalam patogenesis penyakit kardiovaskular, kedua faktor ini berkontribusi sejak tahap awal pada anak dan remaja dan dapat berlanjut terus hingga dewasa. Konsumsi makanan sehat dan berimbang serta olahraga yang teratur adalah kunci pencegahan dan intervensi dari peningkatan risiko obesitas pada anak dan remaja. Konsumsi buah segar dan sayuran dapat melindungi dan melawan beberapa penyakit kronis yang disebabkan oleh stres oksidatif seperti gangguan penyakit kardiovaskular, dan beberapa jenis kanker. Buah naga merah sebagi pendatang baru mengandung berbagai sumber antioksidan yang dibutuhkan tubuh seperti vitamin C, karatenoid, phenolic, flavonoid, tannin, anthocyanin, asam phenol, alkaloid dan serat pangan yang berpotensi menangkap radikal bebas dan menghambat peroksidasi.
Tujuan penelitian ini antara lain yaitu : (1) membuat formula tepung buah naga merah lokal sebagai pangan fungsional sumber antioksidan, (2) menganalisis kandungan antioksidan dan zat gizi lainnya pada tepung buah naga merah, (3) menganalisis pengaruh pemberian tepung buah naga merah lokal terhadap penanda inflamasi, stres oksidatif dan kebugaran pada tikus, , dan (4) mengamati pengaruh pemberian tepung buah naga merah dan olahraga renang terhadap tingkat sebaran lemak di hati, dan berat lemak sentral pada tikus jantan
Penelitian ini adalah eksperimen dengan dua faktorial yaitu pemberian tepung buah naga merah dan olahraga renang dengan rancagan acak faktorial (RAF). Pada tahap awal dilakukan induksi tikus obes sebagai subjek penelitian sebanyak 20 ekor diberi pakan tinggi lemak dan empat ekor diberi pakan standar sebagai kelompok kontrol. Pada tahap intervensi 20 ekor tikus yang telah obes dibagi kedalam lima kelompok perlakuan yaitu pakan standar (PS), pakan tinggi lemak (PTL), pakan tinggi lemak+olahraga renang (PTL+OR), pakan tepung buah naga merah+pakan tinggi lemak (PTBNM+PTL), dan pakan tepung buah naga merah+pakan tinggi lemak+olahraga renang (PTBNM+PTL+OR) yang dilakukan selama satu bulan.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa tikus berhasil diinduksi menjadi obes setelah diberi pakan tinggi lemak selama 19 minggu dengan terpenuhinya kriteria IMT
≥ 0.68 cm2 dan histopatologi. Tidak terdapat perbedaan signifikan laju pertumbuhan berat badan tikus selama induksi tikus obes, namun pengamatan organ dalam terutama pada hati, berat lemak abdomen berbeda secara signifikan antara tikus yang diberi pakan tinggi lemak dan pakan standar.
%. Hasil ini menunjukkan bahwa tepung buah naga merah memiliki potensi yang baik bagi kesehatan karena kandungan senyawa bioaktif yang tinggi terutama flavonoid, asam phenol, vitamin c, dan kadar lemak yang sangat rendah yang juga sangat baik bagi kegemukan dan obesitas.
Terdapat perbedaan signifikan (p<0,05) penanda inflamasi TNF-α (pg / ml) pada kelompok perlakuan sebelum dan sesudah intervensi. Pada kondisi sesudah intervensi terlihat jelas bahwa terjadi penurunan konsentrasi TNF-α (pg / ml) pada tikus setelah diberi perlakuan pakan tinggi lemak ditambah latihan renang menurun dari rerata 7.82 pg / ml menjadi 3.45 pg / ml, serta tikus yang diberikan tepung buah naga merah ditambah pakan tinggi lemak dan olahraga renang menurun dari rerata 8.21 pg / ml ke 5.14 pg / ml. Kelompok diberi TBNM+PTL+OR berpotensi sebagai anti-inflamasi dengan menghambat sitokin proinflamasi TNF-α.
Hasil uji anova menunjukkan tidak ada perbedaan signifikan antara penanda stres oksidatif (MDA) dengan kelompok perlakuan sebelum dan sesudah intervensi. Namun terjadi penurunan tingkat penanda MDA pada kelompok diberi PTL+OR dari 0.35 nmol/ml menjadi 0,22 nmol/ml , kelompok TBNM+PTL menurun dari 0,33 nmol/ml menjadi 0.32 nmol/ml, dan penurunan penanda MDA pada kelompok TBNM+PTL+OR dari 0.38 nmol/ml menjadi 0.27 nmol/ml. Hal ini menunjukkan bahwa pemberian kombinasi tepung buah naga merah dan olahraga memberikan pengaruh lebih besar dalam menghambat stres oksidatif.
Durasi waktu tikus bertahan pada putaran rotarod meningkat terutama pada kelompok PTL + OR dari rerata 2.38 menit menjadi 2.88 menit , pada kelompok TBNM + PTL dari rerata 2.49 menit menjadi 3 menit dan kelompok TBNM+PTL + OR dari rerata 2.67 menit menjadi 3.17 menit sebelum dan sesudah intervensi. Selain itu hal yang sama juga terjadi bahwa frekuensi jatuh tikus dalam lima menit selama tes berlangsung menurun terutama pada kelompok PTL + OR dari rerata 9.25 kali menjadi 7.25 kali, kelompok TBNM + PTL dari rerata 7,75 kali menjadi 6 kali, dan rerata TBNM + PTL + OR dari rerata 7 kali menjadi 5.67 kali. Hasil ini menunjukkan bahwa efek olahraga renang dan pemberian tepung merah buah naga mampu meningkatkan kapasitas aerobik tikus.
Penurunan lemak sentral terbesar terjadi pada kelompok yang diberi perlakuan PTBNM+PTL+OR yaitu 7.73 g dibanding kelompok PTBNM+PTL sebesar 8.95 g, kelompok PTL+OR 14.75 g, dan kelompok PTL 16.07 g. Hal yang sama juga terjadi pada distribusi lemak pada organ hati tikus, bahwa terdapat perbedaan signifikan kelompok perlakuan dengan distribusi lemak di hati tikus pada akhir intervensi (p < 0.05). Setelah diberikan intervensi selama 1 (satu) bulan ternyata kelompok yang mendapat perlakuan TBNM+PTL+OR memiliki area distribusi lemak di hati yang terendah sebesar 21.44% dibanding kelompok yang diberi perlakuan TBNM+PTL sebesar 25.77% dan kelompok PTL+OR sebesar 28.25 %.
Tepung buah naga merah lokal memiliki berbagai sumber antioksidan yang mampu menghambat inflamasi dan menangkal radikal bebas, dan mampu meningkatkan kebugaran pada tikus apalagi dikombinasi dengan olahraga renang. Tepung buah naga merah dan olahraga renang memiliki kontribusi terbesar pada penurunan lemak sentral dan pengurangan distribusi lemak di hati tikus. Hasil penelitian ini dapat dijadikan dasar untuk dilakukan penelitian lanjutan uji klinis pada manusia.
SUMMARY
TONNY CORTIS MAIGODA. Effects of Red Dragon Fruits (Hylocereus Polyrhizus) Powder and Swimming Exercise on Inflammation, Oxidative Stress Markers, and Physical Fitness on Male Obesity Rats (Sprague Dawley). Supervised by AHMAD SULAEMAN, BUDI SETIAWAN, and I WAYAN T. WIBAWAN.
Obesity in children and adolescents is a major concern, not only because of the social problems in the short term, but also because of the risk may continues into adulthood and affect long-term health. Inflammation and oxidative stress are the main factor in the pathogenesis of cardiovascular disease, both of these factors contribute to an early stage in children and adolescents and will progress into adulthood. Healthy and balanced diet consumption and regular exercise is the key to prevention and intervention of an increased risk of obesity in children and adolescents. Consumption of fresh fruit and vegetables may protect against some chronic diseases caused by oxidative stress such as impaired cardiovascular disease, and some types of cancer. Red dragon fruit as a newcomer contains a variety of antioxidants that the body needs such as vitamin C, Carotene, phenolics, flavonoids, tannins, anthocyanins, phenols acids, alkaloids and dietary fiber that could potentially capture free radicals and inhibits peroxidation.
This study has several objectives, namely : (1) to formulate local red dragon fruit powder as a functional food source of antioxidants, (2) to analyze the content of nutritional substances and bioactive compounds (antioxidants) of red dragon fruit powder, (3) to evaluate the effects of red dragon fruit powder and swimming exercise on inflammation, oxidative stress markers, and fitness level (4) to analyze the effects of red dragon fruit powder and swimming exercise against the weight of fat abdomen (visceral fat) and fat distribution in the liver organ of rats.
This study was a two-factorial experiment that were given red dragon fruit powder and swimming exercise with a randomized factorial design (RAF). In the early stages of induction of obese rats, 20 rats were fed a high-fat diet and four rats were fed by standard diet as a control group. At the intervention period 20 rats that had been obese divided into five treatment groups namely standard diet (SD), high fat diet (HFD), high fat diet + swimming exercise (HFD + SE), red dragon fruit powder + high fat diet ( RDFP + HFD), red dragon fruit powder + high-fat diet + swimming exercise (RDFP + HFD + SE), and this intervention conducted for one month.
The results showed that the rats became obese after successfully induced by a high-fat diet for 19 weeks with the fulfillment of the criteria of a BMI ≥ 0.68 cm2 and histopathology. The observation of internal organs, especially the liver, abdominal fat weight significantly different between the rats were fed a high fat diet and fed by standard diet.
the high contained of bioactive compounds, especially flavonoids, phenol acid, vitamin C, and very low fat content was also beneficial for overweight and obesity.
There were significantly different in inflammatory marker TNF-α (pg / ml) among the various group at the confidence level of p <0.05 before and after intervention. The condition after intervention was clearly stated that the decline in the concentration of TNF-α (pg / ml) in rats after treated high-fat diet plus swimming exercise declined from an average 7.82 pg / ml to 3.45 pg / ml, and the rats given red dragon fruit powder plus high-fat diet and swimming exercise declined from an average 8.21 pg / ml to 5.14 pg / ml. The group given a RDFP+HFD+SE had a potential anti-inflammatory by inhibiting the proinflammatory cytokines TNF-α.
ANOVA test results showed that there was no significant difference between MDA marker of oxidative stress to the treatment group before and after intervention. However, there was a decline in levels of MDA marker in the group given the HFD + SE from 0.35 nmol / ml to 0.22 nmol / ml, MDA concentration in group of RDFP + HFD decreased from 0.33 nmol / ml to 0.32 nmol / ml, and also decreased of MDA marker in the group given RDFP+ HFD + SE from 0.38 nmol / ml to 0.27 nmol / ml. This indicated that a combination red dragon fruit powder and swimming exercise had a greater influence in inhibiting oxidative stress.
The time duration of rats survive the round rotarod increased especially in the group of HFD + SE from average of 2.38 minutes to 2.88 minutes, the group RDFP + HFD from the average of 2.49 minutes to 3 minutes and the group RDFP + HFD+ SE from the average of 2.67 minutes to 3.17 minutes before and after intervention. The same thing also occured that the frequency falls rats in five minutes during the test declined especially in the group of HFD+ SE from an average of 9.25 times to 7.25 times, the group RDFP + HFD from the average of 7.75 times to 6 times, and the group RDFP + HFD + SE an average from 7 times to 5.67 times. These data indicated that the effect of swimming exercise combined with the red dragon fruit powder could improve aerobic capacity of rats.
The greater decreased of visceral fat weight occurs in the group treated by RDFP+ HFD + SE which was 7.73 g compared to the group of RDFP+ HFD was 8.95 g, the group of HFD + SE was 14.75 g and 16.07 g of HFD group. The same thing also occured to the fat distribution in the liver organ of rats, there were a significant differences fat distribution in the liver organ of rats among treatment groups at the end of intervention (p <0.05). After the intervention conducted for one month, the group given RDFP + HFD+ SE had the lowest percentage of fat distribution area which was 21.44% compared to the group treated by RDFP+HFD was 25.77% and followed by group of HFD+SE was 28.25%.
In conclusion, the local red dragon fruit powder has a variety of antioxidants which is able to inhibit inflammation and counteract free radicals, and improve phisical fitness in rats especially in combination with swimming exercise. Red dragon fruit powder and swimming exercise have the greatest contribution on the decline of visceral fat weight and reduction of fat distribution in the liver organ of rats. The results of this study can be used as a basis for further research in human clinical trials.
© Hak Cipta milik IPB, tahun 2016
Hak Cipta dilindungi Undang-undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB
PENGARUH TEPUNG BUAH NAGA MERAH (Hylocereus
polyrhizus) DAN OLAHRAGA RENANG TERHADAP PENANDA
INFLAMASI, STRES OKSIDATIF DAN KEBUGARAN PADA
TIKUS JANTAN (Sprague dawley) DENGAN OBESITAS
TONNY CORTIS MAIGODA
Disertasi
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Doktor Pada
Program Studi Ilmu Gizi Manusia
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
Penguji luar komisi pada Ujian Tertutup : 1. Prof. Dr. Ir. Hardinsyah, MS 2. Wasaporn Chanput, Ph.D
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah subhnahu wa ta’ala atas segala rahmat, petunjuk, dan karunia-Nya sehingga penulisan disertasi ini berhasil diselesaikan. Judul yang dipilih untuk dilakukan serangkaian penelitian yang telah
dilaksanakan sejak Februari 2015 sampai dengan Nopember 2016 adalah: “Pengaruh Tepung Buah Naga Merah (Hylocereus Polyrhizus) dan Olahraga Renang Terhadap Penanda Inflamasi, Stres Oksidatif, dan Kebugaran pada Tikus Jantan (Sprague Dawley) dengan Obesitas”.
Pertama-tama, penulis sampaikan terima kasih dan penghargaan yang setinggi-tingginya kepada yang terhormat Prof. Dr. Ir. Ahmad Sulaeman, MS selaku Ketua Komisi Pembimbing merupakan pribadi yang sarat dengan ilmu dan dalam kesibukannya yang luar biasa, beliau selalu berusaha meluangkan waktu kepada saya untuk konsultasi.
Terima kasih dan penghargaan setinggi-tingginya saya sampaikan kepada Dr. Ir. Budi Setiawan, MS dan Prof. Dr. drh. I Wayan T. Wibawan,MS selaku anggota komisi pembimbing. Beliau dengan penuh kesabaran, keikhlasan, kejujuran dan selalu meluangkan waktu kepada saya untuk konsultasi.
Penulis menyampaikan terima kasih dan penghargaan setinggi-tingginya kepada Prof. Dr. Ir. Hardinsyah, MS dan Wasaporn Chanput, Phd sebagai penguji ujian tertutup dari luar komisi pembimbing. Hal yang sama penulis juga sampaikan kepada Prof.Dr.Ir. Hardinsyah, MS dan Dr.Arum Atmawikarta, SKM. MPH selaku penguji pada sidang promosi doktor dari luar komisi pembimbing. Terima kasih penulis sampaikan kepada Dr. Ir. Heri Ahmad Sukria, M.agr.sc selaku kepala Laboratorium beserta tim di Departemen Ilmu Nutrisi dan Teknologi Pakan untuk persiapan dan pembuatan pakan tikus. Ucapan terima kasih penulis juga sampaikan kepada drh. Mawar Subangkit ,MS beserta tim yang telah banyak membantu secara tehnis pada laboratorium Histopatologi, Fakultas Kedokteran Hewan, Institut Pertanian Bogor.
Ucapan terima kasih penulis ucapkan kepada Direktur Poltekkes Kemenkes Bengkulu, yang telah memberikan izin untuk menumpuh pendidikan di Sekolah Pascasarjana IPB. Terima kasih juga kepada pihak SEAMEO-BIOTROP yang telah membantu dari sisi finansial, sehingga penelitian ini dapat berjalan dengan lancar.
Terima kasih juga penulis sampaikan kepada teman-teman seangkatan ibu Refda, Ibu Pusparini, Ibu Nunung. Suka dan duka persahabatan kita adalah goresan dari lukisan perjalanan panjang sejak kuliah hari pertama hingga akhir. Terima kasih teman-teman, saya akan selalu merindukan anda.
Ungkapan terima kasih yang tulus dan tak terhingga kepada Alm Ayah Z.Maigoda dan Almh ibu Mismun, istri tercinta Rosmiati,SP, ananda Lury Paristika, Hery Ferdinand, Alfani Setiawan, dan Aidil Fitra Kurniawan atas do’a, kasih sayang dan dukungan yang diberikan sehingga dapat mencapai jenjang pendidikan yang tertinggi.
Harapan penulis, semoga karya ilmiah ini bermanfaat untuk perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi khususnya bidang ilmu gizi manusia.
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL xiv
DAFTAR GAMBAR xv
DAFTAR LAMPIRAN xvi
1 PENDAHULUAN Latar Belakang 1
Perumusan Masalah 3
Tujuan Penelitian 4
Hipotesis 4
Manfaat Penelitian 5
Ruang Lingkup Penelitian 5
Kerangka Pemikiran 6
Kebaruan 7
2 TINJAUAN PUSTAKA Overweight dan Obesitas 8
Sistim Imun 10
Inflamasi, Stres oksidatif dan Perlemakan Hati pada Obesitas 11
Buah Naga Merah 14
Hewan Percobaan 16
Induksi Model Tikus Obes 18
Latihan renang pada tikus 18
Ekstrapolasi Umur Tikus dan Manusia 19
3 METODE Waktu dan Tempat Penelitian 21
Bahan dan Alat 21
Tahapan Penelitian 21
Pengolahan dan Analisis Data 22
Skema Alur Penelitian 23
Definisi Operasional 24
Pertimbangan Etik 24
4 INDUKSI HEWAN MODEL TIKUS OBES Pendahuluan 26
Metode 26
Hasil dan Pembahasan 27
Simpulan 31
5 PEMBUATAN TEPUNG BUAH NAGA MERAH, ANALISA KANDUNGAN GIZI, SENYAWA BIOKTIF, DAN AKTIFITAS ANTIOKSIDAN Pendahuluan 32
Metode 32
Hasil dan Pembahasan 35
DAFTAR ISI (lanjutan)
6 PENGARUH TEPUNG BUAH NAGA MERAH (Hylocereus polyrhizus) DAN OLAHRAGA RENANG TERHADAP PENANDA INFLAMASI, STRES OKSIDATIF DAN KEBUGARAN PADA TIKUS JANTAN (Sprague dawley) DENGAN OBESITAS
Pendahuluan 39
Metode 40
Hasil dan Pembahasan 42
Simpulan 47
7 DISTRIBUSI LEMAK PADA ORGAN HATI TIKUS JANTAN (Sprague dawley) OBESITAS YANG DIBERI TEPUNG BUAH NAGA MERAH (Hylocereus polyrhizus) DAN OLAHRAGA RENANG
Pendahuluan 48
Metode 49
Hasil dan Pembahasan 50
Simpulan 55
8 PEMBAHASAN UMUM 57
9 SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan 62
Saran 62
DAFTAR PUSTAKA 63
DAFTAR TABEL
1 Kategori status gizi berdasarkan IMT/U 8
2 Kandungan zat gizi buah naga merah per 100 g 15
3 Kandungan zat antioksidan dan aktifitas antioksidan buah naga merah dan putih 15 4 Total kandungan polyphenol dan flavonoid dan persentase hasil dari ekstrak buah naga berdaging merah dan putih 16
5 Data biologis tikus sprague dawley 17
6 Komposisi formula pakan standar (D12450B) dan pakan tinggi lemak DIO (Diet Induced Obesity) D12492 yang digunakan dalam penelitian 18
7 Ekstrapolasi umur tikus terhadap umur manusia 20
8 Kelompok perlakuan induksi model tikus obesitas 27
9 Formula pakan tinggi lemak dan pakan standar 27
10 Hasil analisis proksimat komposisi pakan tinggi lemak dan pakan standar 28
11 Perbandingan analisis proksimat daging buah naga merah, jambu biji, pepaya dan Nanas (100g bagian yang dapat dimakan) 35
12 Komposisi zat gizi tepung buah naga merah 36
13 Kandungan senyawa bioaktif tepung buah naga merah 36
14 Perbandingan Aktifitas antioksidan (parameter IC50) tepung buah naga merah, standar vitamin C, standar BHT, standar quercetin 37
15 Komposisi zat gizi makro tiga jenis pakan 42
16 Pengaruh 5 perlakuan terhadap penanda inflamasi, stres oksidatif, dan kebugaran Pada tikus jantan (Sprague Dawley) dengan obesitas 43
DAFTAR GAMBAR
1 Kerangka pemikiran 6
2 Proses makrofag, penanda inflamasi, jaringan adiposa putih menuju obesitas 10
3 Hubungan penanda inflamasi, stres oksidatif yang menyebabkan disfungsi endotel pada anak dan remaja obesitas 12
4 Jalur inflamasi yang menunjukkan stres oksidatif 13 5 Pathofisiologi penyakit perlemakan hati non alkohol 13
6 Skema alur penelitian 23
7 Laju pertumbuhan berat badan tikus per minggu 28
8 Perbedaan IMT tikus pada kelompok perlakuan 30
9 Diagram alir pembuatan tepung buah naga merah 33
10 Rancangan percobaan dengan lima perlakuan 41
11 Penanda inflamasi TNF-α (tumor necrosis factor-alpha) 44 12 Penanda stres oksidatif MDA(malondialdehyde) 45
13 Durasi waktu tikus bertahan pada putaran Rotarod 46
14 Frekuensi tikus jatuh selama lima menit pada putaran Rotarod 47
15 Perbedaan distribusi lemak di organ hati tikus pada akhir intervensi 51
16 Persentase sebaran lemak pada penampang organ hati tikus 53 17 Perbedaan lemak sentral pada akhir intervensi 54
18 Berat hati tikus pada masing-masing kelompok perlakuan 55
DAFTAR LAMPIRAN
1 Sertifikat Persetujuan Etik Hewan , Fakultas Kedotekteran Hewan, Institut Pertanian Bogor 732 Konversi perhitungan dosis antara manusia dan hewan percobaan 74
3 Hasil uji normalitas data 75
1 PENDAHULUAN
Latar Belakang
Masalah gizi lebih selalu ditandai dengan kegemukan maupun obesitas. Kegemukan dan obesitas dapat terjadi pada semua kelompok usia, tidak terkecuali pada kelompok anak dan remaja. Kasus kegemukan banyak terjadi pada anak usia sekolah. International Obesity Task Force (IOTF) melaporkan bahwa sekurang-kurangnya 10% anak berusia antara 5 sampai 17 tahun mengalami kelebihan berat badan dan obesitas. Amerika Serikat contohnya, tingkat kelebihan berat badan dan obesitas pada anak usia 6-18 tahun meningkat lebih dari 25% tahun 1990 dari sebelumnya 15% tahun 1970 (Wang dan Lobstein 2006).
Di Indonesia, prevalensi obesitas atau kegemukan pada remaja usia 16-18 tahun adalah 19.1 % pada tahun 2007, turun menjadi 1.4% pada tahun 2010 dan meningkat lagi menjadi 7.3% pada tahun 2013. Hal ini diikuti dengan proporsi
obesitas sentral pada umur ≥ 15 tahun di Indonesia yaitu pada tahun 2007 sebesar 18.8% dan pada tahun 2013 meningkat cukup tajam mencapai 26.6%. (Riskesdas 2007, 2010, 2013). Individu dengan obesitas sentral lebih beresiko menjadi sindroma metabolik dibanding mereka yang memiliki distribusi lemak tubuh perifer (Steinberger 2003).
Menurut Pedersen (2012) menjelaskan faktor-faktor yang berkontribusi terhadap obesitas antara lain : 1) faktor lingkungan misalnya: peningkatan konsumsi sumber makanan padat kalori, meningkatnya ukuran porsi, gaya hidup sedentari, kurang tidur, meningkatnya stress mental, polusi lingkungan 2) faktor genetik : polymorphisms genetik umum (misalnya variasi gen FTO/fat mass and obesity), factor epigenetic, sindroma genetik , mutasi gen tunggal yang langkah misalnya defisiensi leptin 3) Kondisi medis antara lain : hyphothyroidism, cushing syndrome, defisiensi hormone pertumbuhan 4) Iatrogenic misalnya: konsumsi obat-obatan tertentu yang berefek pada peningkatan berat badan 5) Faktor psikosial antara lain: depresi, pengaruh makanan pesta, dan rendahnya status sosial ekonomi.
Kegemukan pada anak merupakan manifestasi dari berbagai faktor. Kejadian obesitas erat kaitannya dengan kualitas makanan yang dikonsumsi, perubahan pola makan, kurangnya aktivitas fisik, faktor genetik dan hormonal (Yatim 2005).
Masa remaja merupakan masa yang sangat rentan terhadap perkembangan kelebihan berat badan maupun obesitas yang disebabkan oleh penurunan aktifitas fisik dan perlambatan laju pertumbuhan. Aktifitas fisik yang cukup memberikan peranan penting dalam mencegah kelebihan berat dan obesitas pada remaja dan promosi perkembangannya (Stankov et al. 2012)
Selain itu, sejumlah studi telah menunjukkan bahwa kelebihan berat badan dan obesitas pada masa kanak-kanak dan remaja cenderung bertahan hingga menjadi dewasa muda. Sekitar satu setengah dari remaja dengan kelebihan berat badan dan lebih dari sepertiganya adalah anak-anak tetap menjadi obesitas sampai dewasa. Anak dengan obesitas juga memiliki efek jangka panjang berupa mortalitas dan morbiditas (Wang dan Lobstein 2006).
ketidakseimbangan asupan energi dari konsumsi zat gizi dengan pengeluaran energi dari aktifitas. Asupan lemak yang tinggi juga berkontribusi menyebabkan perlemakan hati/fatty liver ( Marchesni et al.2005, Harrison 2008, Yin et al. 2009).
Hubungan inflamasi dengan obesitas telah dibuktikan oleh studi epidemiologi sejak tahun 1950-an, meskipun mekanisme yang mendasari proses ini belum diketahui selama beberapa dekade (Karalis 2009)
Faktor jaringan adiposa seperti sitokin, hormon leptin turut memainkan berperan penting dalam regulasi kekebalan tubuh dan diketahuinya beberapa efek obesitas pada sistim imunitas (Matarese et al. 2010). Jaringan adiposa diinfiltrasi oleh makrofag, hyperplasia atau bertambahnya sel adipose atau sesuatu yang berlebih dalam jumlah yang besar dianggap benda asing (antigen), sehingga makrofag melepaskan sel kekebalan tubuh dengan berbagai mediator inflamasi (Tilg dan Moschen 2006). Dengan demikian, obesitas adalah keadaan peradangan kronis tingkat rendah.
Stoner et al. (2013) menambahkan anak dan remaja kelebihan berat badan mengalami peningkatan kadar interleukin-6 (IL-6) dan tumor necrosis faktor-alpha (TNF-α), dan tingkat plasma C-reaktif protein (CRP) yang kira-kira 3 kali lebih besar dari anak dengan berat badan normal.
Hal yang sama juga disimpulkan oleh Montero et al. (2012) dari beberapa studi menunjukkan bahwa ada peningkatan penanda inflamasi pada plasma darah pada anak dan remaja obes antara lain : leptin, IL-6, CRP, fibrinogen, e-selectin, intercellular adhesion molecule-1(ICAM-1), dan menurunnya adiponectine. Hasil ini dapat berkontribusi pada peningkatan risiko diabetes dan penyakit kardiovaskuler pada anak dan remaja obesitas yang berlanjut sampai dewasa.
Inflamasi dan stres oksidatif dikenal sebagai faktor kunci dalam patogenesis penyakit kardiovaskular dan fatty liver (NAFLD/Non alcoholic fatty liver diseases) (Ucar et al. 2013, Montero et al. 2012, Ross 1993, Libby 2002, Ridker 1998, Nabel 2003).
Risiko perubahan tahap awal pada obesitas yaitu terjadinya disfungsi endotel yang mempercepat terjadinya aterosklerosis (Duprez et al. 2005). Disfungsi endotel adalah tanda utama dari tahap awal penyakit artherosclerosis (Schachinger et al. 2000 dan Suwaidi 2000), dan muncul jauh sebelum gejala timbul (Celermajer 1992 ). Hal ini perlu penanganan secara dini dan intervensi yang tepat agar tidak terjadi penyakit lebih serius seperti CVD (Cardio vascular disease), diabetes, hipertensi dan lainnya. Mengkonsumsi makanan yang sehat dan melakukan aktivitas fisik secara teratur adalah kunci dalam pencegahan dan intervensi akibat risiko meningkat pada anak dan remaja menjadi obesitas (Elmahgoub et al. 2009, Ribeirio et al. 2005). Beberapa penelitian menunjukkan bahwa aktifitas fisik dengan berolahraga secara teratur tidak hanya mampu mengurangi lemak tubuh termasuk perlemakan di hati (fatty liver), namun juga dapat meningkatkan kebugaran kardiorespirasi (Ostojic et al.2011)
Intervensi aktivitas fisik dan modifikasi makanan memiliki pengaruh yang menguntungkan pada fungsi endotel, menggabungkan latihan dengan berolahraga teratur dan program pemberian makanan bergizi seimbang tampaknya menjadi strategi yang paling efektif pada kasus obesitas (Ribeiro 2005 dan Woo 2004).
obesitas antara lain menurunnya : resistensi insulin, perubahan BMI, lingkar pinggang, CRP (C-Reactive Protein), LDL (Low Density Lipoprotein) dan MDA (Melandialdehid).
Selain berolahraga yang langsung berhubungan dengan tingkat kebugaran, diperlukan juga konsumsi makanan yang sehat antara lain mengkonsumsi buah dan sayuran yang teratur. Huang (2013) menyatakan bahwa efek positif mengkonsumsi buah dan sayuran yang mengandung konsentrasi serat tinggi, flavonoid, karotenoid, vitamin, dan mineral berkaitkan dengan penurunan penanda inflamasi dan stress oksidatif.
Salah satu buah pendatang baru yaitu buah naga merah (Hylocereus Polyrhizus) yang cukup populer dengan penampilan yang eksotik, rasanya manis, menyegarkan, dan banyak manfaat kesehatan yang dimilikinya. Buah naga merah baru-baru ini menarik banyak perhatian karena nilai ekonomi dan berpotensi bagi kesehatan. Studi sebelumnya menyimpulkan bahwa buah naga merah mengandung betacyanin pada daging dan kulitnya (Tenore 2011).
Buah naga banyak memiliki sifat obat antara lain jenis buah naga berdaging merah kaya akan antioksidan, efektif dalam mencegah kanker usus besar dan diabetes, menetralisir zat beracun (seperti, logam berat), dan mengurangi kolesterol dan tekanan darah tinggi (Gunasena et al. 2007). Namun, perlu diketahui bahwa banyak dari potensi positif dari buah naga sebagian besar hanya diketahui melalui pendekatan tradisional yang tidak didasarkan pada studi ilmiah.
Penelitian selama ini dilakukan pada buah naga banyak berfokus pada potensi, nilai ekonomi, budidaya, kandungan zat gizi dan aktifitas antioksidan. Sedangkan aplikasi dari potensi buah naga dan pengaruhnya terhadap kesehatan pada manusia relatif masih jarang dilakukan.
Penelitian buah naga segar secara in vitro yang telah dilakukan di berbagai Negara seperti: Vietnam, Malaysia, Taiwan, China, Okinawa, Israel dan Selatan China menunjukkan memiliki aktivitas antioksidan tinggi termasuk kulitnya yang berwarna merah serta bijinya.
Sedangkan penelitian secara in vivo dan in vitro buah naga merah dalam tekstur tepung belum pernah dilakukan. Dalam bentuk tepung buah naga memiliki daya simpan yang lama, nilai ekonomi yang tinggi, kandungan zat gizi dan senyawa bioaktif yang lebih banyak. Oleh sebab itu perlu dikaji effikasi sejauh mana potensi buah naga merah dalam tekstur tepung dalam menghambat inflamasi dan stress oksidatif . Hal ini perlu dijawab dengan melakukan penelitian ilmiah terencana dan terukur dengan metoda yang benar dan tepat.
Berdasarkan uraian diatas peneliti ingin mengkaji apakah ada pengaruh pemberian tepung buah naga merah lokal sebagai pangan fungsional dan olahraga renang terhadap kebugaran, penanda inflamasi, stres oksidatif serta perlemakan hati dengan menggunakan hewan coba tikus jantan (Sprague Dawley) dengan obesitas.
Perumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang dan kajian pustaka dirumuskan masalah penelitian sebagai berikut :
2. Perlu dibuat pangan funsional berbasis tepung buah naga merah yang berpotensi menurunkan stress oksidatif dan inflamasi pada penderita obes 3. Perlu diketahui kandungan senyawa biokatif dan kandungan zat gizi lainnya
tepung buah naga merah lokal
4. Perlu kajian untuk membuktikan potensi tepung buah naga merah dan olahraga renang terhadap penanda inflamasi, stress oksidatif dan kebugaran pada tikus jantan muda sebagai hewan percobaan
5. Perlu diketahui peran tepung buah naga merah dan olahraga renang terhadap sebaran lemak di hati (fatty liver) pada organ hati hewan coba tikus jantan obes
Tujuan Penelitian Tujuan Umum
Mengkaji pengaruh pemberian pangan fungsional berbasis tepung buah naga lokal dan olahraga renang terhadap penanda inflamasi, stres oksidatif dan kebugaran pada tikus jantan muda dengan obesitas sebagai hewan percobaan.
Tujuan Khusus
1. Membuat formula tepung buah naga merah lokal sebagai pangan fungsional sumber antioksidan
2. Menganalisis kandungan antioksidan dan zat gizi lainnya pada tepung buah naga merah
3. Menganalisis pengaruh pemberian tepung buah naga merah lokal terhadap penanda inflamasi, stres oksidatif dan kebugaran pada tikus
4. Mengamati pengaruh pemberian tepung buah naga merah dan olahraga renang terhadap tingkat sebaran lemak di hati, dan berat lemak sentral pada tikus jantan
Hipotesis
a. Ada pengaruh perlakuan pemberian pakan tinggi lemak dan olahraga renang terhadap penurunan penanda Inflamasi, stress oksidatif dan peningkatan kebugaran fisik pada tikus jantan obes sebagai hewan coba
b. Ada pengaruh perlakuan kombinasi pemberian tepung buah naga merah dengan pakan tinggi lemak terhadap penurunan penanda inflamasi, stress oksidatif dan peningkatan kebugaran fisik pada tikus jantan obes sebagai hewan coba
c. Ada pengaruh pemberian tepung buah naga merah dengan pakan tinggi lemak dan olahraga renang terhadap penurunan tingkat sebaran lemak, dan penurunan distribusi lemak di organ hati dan berat lemak sentral pada tikus jantan obes d. Ada pengaruh perlakuan kombinasi pakan tepung buah naga merah dengan pakan
Manfaat Penelitian
1. Memberikan informasi mengenai kandungan bioktif, komponen zat gizi dari tepung buah naga merah
2. Diketahuinya pengaruh potensi tepung buah naga merah dalam menghambat inflamasi, stress oksidatif terhadap tikus jantan muda dengan obesitas sebagai hewan coba
3. Diketahuinya pengaruh potensi tepung buah naga merah lokal dan olahraga renang dalam menurunkan penanda inflamasi, stress oksidatif dan meningkatkan kebugaran pada tikus jantan obes sebagai hewan coba
4. Menjelaskan pengaruh pemberian tepung buah merah dan olahraga renang terhadap sebaran lemak di organ hati, berat lemak abdomen, dan berat hati tikus.
5. Bila hasil uji efikasi klinis signifikan maka hasil penelitian ini diharapkan dapat dijadikan temuan ilmiah untuk inovasi dan pengembangan produk tepung buah naga lokal sebagai pangan fungsional
6. Memberikan kontribusi yang berguna bagi kesehatan khususnya bagi anak dan remaja obes
Ruang Lingkup Penelitian
Gambar 1 Kerangka pemikiran Tepung
Buah Naga Merah
LATIHAN RENANG R
LINGKUNGAN
PSIKOSOSIAL KONDISI
KESEHATAN IATROGENIC GENETIK
INFLAMASI
TNF-α
STRESOKSIDATIF
MDA
DISFUNGSI ENDOTHEL
PERLEMAKAN HATI (FATTYLIVER)
Kebugaran Fisik
OBESITAS PADA ANAK DAN REMAJA
Infiltrasi makrofag dalam jaringan Lemak sentral
= diteliti
Kebaruan
2 TINJAUAN PUSTAKA
Overweight dan obesitas
Obesitas didefinisikan sebagai keadaan kelebihan lemak tubuh dan diklasifikasikan dengan indeks massa tubuh. Salah satu penyebab terjadinya obesitas adalah akibat asupan kelebihan energi yang tidak seimbang dibandingkan pengeluaran energi serta kurangnya aktivitas fisik dan peningkatan konsumsi makanan yang kaya lemak dan gula (Pederson et al. 2012).
Istilah obesitas (kegemukan) dan overweight (kelebihan berat badan) memiliki makna yang berbeda. Overweight adalah kondisi bila berat badan menurut tinggi badan melebihi strandar, sedangkan obesitas adalah kelebihan berat badan akibat penimbunan lemak (Malik et al. 2006).
Obesitas pada awal kehidupan menjadi perhatian khusus karena konsekuensi kesehatan yang terkait dan pengaruhnya pada anak-anak muda terhadap perkembangan psikososial. Kegemukan juga sulit dan mahal untuk disembuhkan, dan orang yang sebelumnya gemuk memiliki tantangan besar untuk mempertahankan berat badan normal.
Selain itu, sejumlah penelitian telah menunjukkan bahwa kelebihan berat badan dan obesitas pada masa kanak-kanak dan remaja cenderung untuk bertahan sampai dewasa muda. Sekitar satu setengah dari remaja kelebihan berat badan dan lebih dari sepertiga dari anak kelebihan berat badan tetap obesitas sampai dewasa. Obesitas pada anak dan remaja juga berdampak jangka panjang terhadap tingginya angka kematian dan kesakitan ( Alberti et al. 2007).
Obesitas secara teoritis dapat dicegah melalui perubahan gaya hidup, terutama pola makan, aktivitas fisik, tidur, dan stres psikologis, namun ada banyak pengaruh lingkungan yang kuat dan genetik obesitas yang dapat mempengaruhi keberhasilan mencegah penyakit ini (Pederson et al. 2012). Menurut Huang (2013) obesitas dinyatakan sebagai inflamasi sistemik kelas rendah yang ditandai dengan tingkat sirkulasi yang tinggi pada penanda inflamasi, seperti TNF-α, IL-6, dan C-reaktif protein (CRP).
Penentuan tingkat obesitas pada anak usia 5-19 tahun sudah tidak menggunakan indikator BB/TB tetapi diukur dengan cara menghitung index massa tubuh (IMT) berdasarkan umur (IMT/U). Kategori status gizi berdasarkan IMT/U dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1 Kategori status gizi berdasarkan IMT/U Nilai Z-score Status Gizi
<-3 SD -3 SD <Z<-2SD -2 SD <Z< +1SD +1 SD < Z < +2 SD +2 SD < Z < +3 SD
Sangat kurus Kurus Normal Gemuk Obesitas Sumber: WHO (2005)
adalah BMI (Body Mass Index/Indeks Masa Tubuh) dan Lee Index. BMI tikus akan bertambah sesuai dengan pertambahan usia, kemudian berat badan akan stabil antara 0.45 – 0.68 g/cm2 setelah tikus berusia 90 hari. Lee index didefinisikan sebagai berat badan (gr) dipangkatkan 0.33 dibagi jarak nasoanal (mm). Pada tikus usia 90 hari, Lee index normal adalah 0.03 ± 0.02.
Novelli et al (2007) BMI dianggap lebih baik dalam memperkirakan lemak tubuh dan obesitas pada tikus dibandingkan dengan Lee index. Obesitas pada tikus didefinisikan sebagai BMI > 0.68g/cm2. BMI dihitung dengan berat badan (gram) dibagi panjang badan kuadrat (cm2).
Tidak semua lemak tubuh adalah sama aktifnya dalam mempromosikan respon inflamasi sistemik pada obesitas. Obesitas sentral, yang diukur dengan lingkar pinggang, adalah dikenal faktor risiko independen pada resistensi insulin dan penyakit kardiovaskular (Berg dan Scherer 2005). Lemak sentral mensekresi sitokin lebih besar (misalnya IL-6 dan TNF-α) dan reaktan fase akut misalnya Protein C-reaktif (CRP) dibanding deposit lemak subkutan. Individu dengan persentase lemak tinggi pada daerah sentral (abdomen) akan lebih tinggi tingkat sirkulasi sitokin dibandingkan orang dengan persentase lemak tinggi pada daerah subkutan. Jadi, penumpukan lemak sentral jelas lebih berbahaya dalam perkembangan inflamasi sistemik dan kronis pada obesitas (Schwarzenberg 2006).
Jaringan adiposa dapat dibagi menjadi 2 (dua) jenis utama: jaringan adiposa putih dan jaringan adiposa coklat. Jaringan adipose putih mewakili sebagian besar dari jaringan adiposa dan merupakan tempat penyimpanan energi. Jaringan adiposa memproduksi dan melepaskan berbagai proinflamasi dan antiinflamasi faktor, termasuk adipokines leptin, adiponektin, resistin, dan visfatin, serta sitokin dan kemokin, seperti TNF-α, IL-6, monosit chemoattractant protein 1, dan lain-lain. Molekul proinflamasi diproduksi oleh jaringan adiposa telah terlibat sebagai peserta aktif dalam perkembangan resistensi insulin dan peningkatan risiko penyakit kardiovaskular yang terkait dengan obesitas (Fantuzzi 2005).
Tingkat sirkulasi dari TNF-α dan IL-6 secara langsung berkorelasi dengan jaringan adiposa dan resistensi insulin (Cottam et al. 2004). Makrofag sebagai sumber utama TNF-α yang diproduksi oleh jaringan adiposa putih dan memberikan kontribusi sekitar 50% dari jaringan adipose putih yang diturunkan dari IL-6 (Weisberg et al. 2003).
Gambar 2 Proses makrofag, penanda inflamasi, jaringan adiposa putih menuju obesitas ( Fantuzzi 2005)
SISTEM IMUN
Imunitas adalah resistensi terhadap penyakit terutama infeksi. Gabungan sel, molekul dan jaringan yang berperan dalam resistensi terhadap infeksi disebut sistem imun (Rengganis 2009) Sistem kekebalan tubuh dibagi menjadi bagian bawaan (innate) atau asli dan adaptif . Kekebalan bawaan adalah bentuk tertua pertahanan kekebalan tubuh dan hadir di semua organisme multi- selular saat kekebalan adaptif hanya hadir dalam vertebrata. Kekebalan bawaan merespon dengan cepat terhadap infeksi tetapi dengan cara yang sama setiap kali bertemu dengan patogen tertentu.
Sebaliknya, kekebalan adaptif membutuhkan beberapa hari untuk aktif, namun memiliki memori dan karena itu merespon lebih cepat dan lebih baik pada saat kedua kalinya seorang individu terkena patogen yang sama. Kekebalan bawaan merespon struktur umum dari patogen, seperti komponen dinding sel bakteri dan asam deoksiribonukleat bakteri atau virus ( DNA ). Biasanya, komponen ini sangat penting untuk kelangsungan hidup patogen. Kekebalan bawaan terdiri dari hambatan seperti kulit dan mukosa, dan juga senyawa antimikroba dalam mukosa, sel-sel kekebalan tubuh seperti sel fagosit ( makrofag dan Neutrofil ) dan sel-sel pembunuh alami , protein yang disebut sitokin yang diproduksi oleh sel-sel ini , dan protein darah yang disebut komplemen faktor ( Stranberg 2009) .
Kekebalan adaptif sangat spesifik dan dapat membedakan antara zat bahkan jika strukturnya mirip. Sel-sel dalam sistem kekebalan tubuh adaptif adalah disebut limfosit dan jenis utama adalah B dan T sel. Sel-sel ini terlibat dalam produksi antibodi, memori, kerusakan sel yang terinfeksi, dan pengendalian respon inflamasi (Stranberg 2009).
Pembagian sistem imun dalam sistem imun innate dan apatif hanya dimaksudkan untuk memudahkan pengertian saja. Sebenarnya antara kedua sistem
Leptin dan faktor lain meningkatkan molekul adhesion pada sel endothelial, menyebabkan tranformasi monocyte
↑Leptin,↓Adiponectin, ↑Visfatin,↑
IL-6,↑MCP-1,faktor lain
Meningkatkan TNF-α dan menghambat Adiponectin
↑TNF-α,↑ IL-6, ↑MCP-1, sitokin lain dan kemokin( resistin dan adipsin) TNF-α, IL-6, MCP-1, sitokin
lain (resistin dan adipsin) Leptin,Adiponectin, Visfatin,IL-6,MCP-1,faktor lain
tersebut terjadi kerja sama yang erat, yang satu tidak dapat dipisahkan dari yang lain (Rengganis 2009).
Inflamasi, stres oksidatif dan perlemakan hati pada obesitas
Inflamasi didefinisikan sebagai reaksi lokal jaringan terhadap infeksi atau cedera dan melibatkan lebih banyak mediator dibanding respons imun didapat. Inflamasi merupakan respons fisiologis terhadap berbagai rangsangan seperti infeksi cedera jaringan. Inflamasi dapat terjadi secara lokal, sistemik, akut dan kronis yang menimbulkan kelainan patologis (Rengganis 2009)
Hubungan obesitas dengan inflamasi yang terjadi adalah akibat dari akumulasi jaringan lemak yang berlebih, sehingga makrofag teraktivasi bergerak mendekati dan masuk terinfiltrasi pada jaringan lemak dengan mengaktifasi sel pro-inflamasi dari makrofag (Lumeng et al. 2007). Berkaitan dengan peran makrofag, jaringan adipose juga mengandung lympocite, natural killer cell dikenal dengan NK sel dan natural killer sel T (Caspar-Bauguil et al. 2005), yang berkontribusi menyebabkan inflamasi pada jaringan adiposa (Kinstscher et al. 2008).
Obesitas menyebabkan inflamasi dan mempengaruhi sistem kekebalan tubuh, dan sebaliknya sistem kekebalan tubuh dapat mempengaruhi obesitas. Secara khusus, kekurangan beberapa gen yang mengkode faktor imun bawaan, seperti IL-6, GM-CSF, IL-1RI, dan IL-18, mengarah ke dewasa-onset obesitas pada tikus (Strandberg 2009). Selanjutnya adalah faktor stress oksidatif yang terjadi akibat akumulasi radikal bebas yang sangat tinggi dapat bereaksi dengan makromolekul sel seperti DNA, protein, dan lemak yang dapat menyebabkan terjadinya kerusakan makromolekul tersebut (Valko et al. 2006; 2007). Kerusakan tersebut dapat berlanjut dengan terjadinya beberapa penyakit dan proses degenerasi seperti ketuaan dan karsinogenesis (Halliwell dan Gutteridge 1998).
Kondisi stress oksidatif harus segera ditangani untuk mengurangi dampak yang ditimbulkan. Salah satu indikator keberhasilan penanganan kondisi stress oksidatif adalah peningkatan status antioksidan intrasel atau antioksidan endogen, yang meliputi
katalase,glutathione peroxidase, dan super oxide dismutase (SOD).
Montero et al (2012) mengaitkan parameter inflamasi dan stres oksidatif menjadi disfungsi endotel dan pada anak obes kondisi ini telah terjadi sejak awal dan berkontribusi besar terjadinya kardiovaskular.
Lebih jauh lagi, pendekatan ini dapat menyebabkan bertambahnya pengetahuan terhadap disfungsi endotel dan obesitas pada anak, khususnya pada saat mendekati masa remaja yang terkait dengan perubahan inflamasi dan pro-oksidatif serta terjadi resistensi insulin (Stranberg 2009). Oleh karena itu, inflamasi dan stres oksidatif adalah penanda awal yang dapat dilakukan dengan memperbaiki gaya hidup untuk menormalkan fungsi endotel pada anak-anak dan remaja dengan obesitas.
Montero et al. (2012) menyimpulkan dari beberapa penelitian bahwa meningkatnya penanda inflamasi antara lain : leptin, TNF-α, IL-6, CRP dan menurunnya adiponectin pada anak dan remaja obes.
Gambar 3 Hubungan penanda inflamasi, stress oksidatif yang menyebabkan disfungsi endothelial pada anak dan remaja obes
Pada gambar 4 menunjukkan hubungan antara jaringan adiposa, peradangan, sumber ROS (Reactive oxygen spesies/radikal bebas) dan stres oksidatif. Jaringan adiposa adalah tempat penyimpanan energi lipid dan merupakan organ endokrin aktif. Lemak mengekspresikan sitokin pro-inflamasi seperti interleukin-6 (IL-6) dan tumor necrosis factor α (TNF-α). Dalam kondisi infeksi, produksi CRP oleh hati dikendalikan oleh sitokin yang meningkat pada infeksi akut.
↓Catalase ↓SOD ↑MDA ↑GPx
Obesitas pada anak dan remaja
Infiltrasi makrofag dalam jaringan lemak sentral
Inflamasi
Stres oksidatif
Resistensi Insulin/
hyperinsulinemia
Disfungsi Endotel
↓Adiponectin ↑Leptin ↑IL-6
↑CRP
↓Adiponectin ↑Leptin ↑IL-6
Gambar 4 Jalur inflamasi yang menginduksi stres oksidatif (Vincent dan Taylor, 2006)
Faktor risiko lain adalah terjadinya perlemakan hati juga disebut dengan nama
“hepatic steatosis” disebabkan oleh penumpukan lemak dalam sel hati. Prevalensi yang paling banyak dari perlemakan hati adalah non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD), yang berhubungan dengan obesitas dan metabolik sindrom (Yki-Jarvinen 2014). Mekanisme terjadinya perlemakan hati dapat dilihat pada Gambar 5.
Gambar 5 Pathofisiologi penyakit perlemakan hati non alkohol
Sumber : Yki-Jarvinen (2014)
OBESITAS:
Penumpukan Jaringan lemak
INFLAMASI
Buah Naga Merah
Buah Naga Merah (Polyrhizus Hylocereus) yang berasal dari bahasa Latin Amerika adalah anggota dalam keluarga Cactaceae (Stintzing et al. 2002). Family Cactaceae terutama dihargai karena khasiatnya, nilai estetika , dan setidaknya ada 250 spesies yang di budidayakan (Bellec et al. 2006).
Karakteristik estetika eksotis buah naga dengan pulp menarik dalam berwarna ungu membuatnya sangat menarik di pasar Eropa dan Amerika Serikat (Rebecca et al. 2008) dan banyak dibudidayakan di Vietnam, Malaysia, Taiwan, China, Okinawa, Israel dan Selatan China. Warna ungu yang mendalam dari pulp merupakan kontribusi oleh satu set pigmen yang dikenal sebagai betalains yang nitrogen yang mengandung pigmen (Wyler dan Dreiding 1957; Harivaindaran et al. 2008), terdiri dari merah-violet betacyanin dan betaxanthins kuning dengan maksimal absorpsitivitas masing-masing pada 535 dan 480 nm (Herbach et al, 2006).
Penelitian menunjukkan bahwa buah naga merah matang mengandung cukup banyak total padatan terlarut, kaya asam organik (Stintzing et al, 2003), protein (Bellec et al. 2006) dan mineral lainnya seperti kalium, magnesium, kalsium dan vitamin C. Cai et al. (2003) menyatakan bahwa struktur dengan yang hubungan berbagai betacyanin dan betaxanthins diperlihatkan dengan kemampuan menangkap radikal bebas yang selanjutnya berkontribusi terhadap minat orang mengkonsumsi buah naga merah sebagai sumber antioksidan. Vaillant et al. (2005) menyebutkan bahwa buah naga dinyatakan memiliki antiradikal yang kuat dengan adanya senyawa fenolik lain tetapi karakteristiknya belum dilaporkan.
Bellec et al. (2006) menyatakan bahwa ada empat jenis buah naga, pertama Hylocereus purpusli dengan ciri-ciri : berduri pendek, berbentuk kerucut, buah lonjong, daging merah, kedua Hylocereus polyrhizus : cabang ramping, buah lonjong, daging merah, ketiga Hylocereus Costaricenesis : bercabang banyak, buah bulat telur, ungu berdaging merah, keempat Hylocreus Undatus : kulit berwarna merah , buah lonjong daging putih dan Hylocereus Trigonus : kulit dan buah tanpa sisik lebih halus, daging putih.
Buah naga mengandung sumber vitamin dan mineral yang baik. Kandungan vitamin B1 mencapai 0,3 mg per 100 gr daging buah. Selain itu buah naga juga kaya akan beta karoten yang merupakan provitamin A yang akan diubah menjadi vitamin A. Betakaroten berfungsi sebagai antioksidan yang menetralkan radikal bebas di dalam tubuh manusia. Betakaroten sebagai antioksidan sanggup menstabilkan radikal berinti karbon.
Selain zat gizi, buah naga merah juga mengandung fitokimia yang baik bagi tubuh, diantaranya polyphenol, flavonoid. Menurut Rebecca et al (2010) kandungan total polyphenol pada daging buah naga merah sebanyak 86.129 ± 17.016 (mg/0.5 g gallic acid), total kandungan flavonoid sebesar 2.3 ± 0.20 (mg/g catechin).
Tabel 2 Kandungan zat gizi buah naga merah per 100 gram
Zat Gizi Kandungan
Air (g) Protein (g) Lemak (g) Serat (g) Betakaroten (µg) Kalsium (mg) Fosfor (mg) Besi (mg)
Vitamin B1 (mg) Vitamin B2 (mg) Vitamin C (mg) Niasin (mg)
82.5 – 83 0.16 – 0.23 0.21 – 0.61 0.7 – 0.9 12 6.3 – 8.8 30.2 – 36.1 0.55 – 0.65 0.28 – 0.30 0.043 – 0.045 8 – 9
0.43
Sumber : Khalili et al. (2006)
Menurut Mahattanatawee (2006) kandungan antioksidan dan aktifitas antioksidan buah naga merah dan buah naga putih yang dianalisa dengan ORAC (oxygen radical absorbance capacity) dan DPPH (1,1-diphenyl-2-picrylhydrazil, radical scavenging avtivity) pada Tabel 3.
Tabel 3 Kandungan zat antioksidan dan aktifitas antioksidan buah naga
Buah TSP
(µ GA/g puree)
TAA (mg GA/g puree) ORAC (µM TE/g puree) DPPH (µ GA/g puree) Buah Naga Merah
1075.8±71.7 55.8±2.0 7.6±0.1 134.1±30.1 Buah Naga
Putih
533.4±33.6 13.0±1.5 3.0±0.2 34.7±7.3
Sumber : Mahattanatawee et al. 2006.Keterangan : TSP : Total Soluble Phenolic TAA : Total Ascorbic Acid ORAC : Oxygen Radical Absorbance Capacity DPPH :
1,1-diphenyl-2-picrylhydrazil, radical scavenging avtivity
Tabel 4 Total kandungan Polyphenol dan Flavonoid dan prosentase hasil dari ekstrak buah naga berdaging merah dan putih
Jenis Ekstrak % Hasil Total Kandungan Polyphenol (mg GAE/g) Total Kandungan Flavonoid (mg RE/g) Buah Naga Daging Merah Kulit Daging 1.4 5.2
14.8 ± 1.07 4.91 ± 0.55
18.16 ± 1.0 9.56 ± 0.11 Buah Naga Daging Putih Kulit Daging 1.3 6.1
15.9 ± 0.93 3.5 ± 0.60
14.3 ± 0.58 3.52 ± 0.12 Sumber : Kim et al. (2011)
Selanjutnya ada beberapa penelitian yang terkait dengan antioksidan sejenis antara lain pada 285 remaja laki-laki berusia 13-17 tahun, diberikan diet kaya buah-buahan dan sayuran, kaya akan antioksidan, folat dan flavonoid dikaitkan dengan tingkat penurunan penanda inflamasi seperti CRP, IL-6 dan TNF-α (Holt et al. 2009). Sebuah studi baru-baru ini dengan subjek manusia dengan kadar kolesterol darah tinggi melaporkan bahwa konsumsi suplemen antosianin dua kali sehari selama 24 minggu menghasilkan penurunan CRP dan penanda inflamasi sistemik lainnya (Zhu et al. 2013)
Pena et al. (2004) pemberian asam folat 5mg/hari selama 8 minggu terhadap 36 remaja usia 13.6 ± 2.6 tahun dengan disain double blind, placebo-controlled crossover trial. Penelitian ini menyimpulkan bahwa pemberian asam folat dosis tinggi dalam waktu singkat dapat memperbaiki fungsi endhotelial pada anak dan remaja.
Kelishadi et al. (2008) melakukan penelitian serupa terhadap 35 orang anak remaja obesitas usia 12-18 tahun dengan intervensi pemberian makanan dan olahraga selama 6 minggu terhadap stres oxidatif dan proinflamatory marker, menyimpulkan bahwa kondisi stres oksidatif dan inflamasi berhubungan dengan obesitas pada masa anak dan remaja yang memegang peranan paling awal dalam proses inflamasi pro-atherosclerotic dan berlanjut pada disfungsi vaskular. Perubahan ini mungkin sebagian reversibel dengan diet jangka pendek dan intervensi latihan, walaupun anak sulit mencapai berat badan ideal.
Hewan Percobaan
Ada dua jenis tikus yang paling sering digunakan sebagai model penelitian hewan yang menggunakan tikus yaitu jenis Wistar dan Sprague-Dawley. Perbedaan antara kedua jenis tikus tikus Wistar memiliki kepala yang lebih luas, telinga panjang, dan panjang ekor selalu lebih pendek dari panjang tubuhnya. Dan pada tikus Sprague Dawley, badan panjang dan mengecil di kepala. (Krinke 2000, NLAC 2013).
Selanjutnya, Krinke (2000) menyatakan bahwa pada disiplin ilmu tertentu, seperti immunobiology, dan obat-obatan eksperimental berfokus pada transplantasi, autoimunitas dan disfungsi kekebalan tubuh lainnya, atau kanker, artritis, hipertensi, diabetes (tipe I dan II) dan gangguan neurologis secara luas menggunakan model tikus.
Disiplin ilmu lain yang telah banyak digunakan tikus sebagai model percobaan meliputi penelitian gizi (membuktikan 0.98 korelasi antara tikus dan manusia dalam pencernaan zat gizi).
Kemudian Menurut Zbinden dan Flury (1981) menyatakan penentuan LD50 (lethal Dosage/ dosis mematikan) dalam menggunakan berapa jumlah hewan yang akan digunakan. Sebagai perkiraan kasar nilai LD50 atau perkiraan dosis mematikan (Approximately Lethal Dosage/ALD) dengan menggunakan sejumlah kecil hewan (biasanya lima hewan /kelompok /jenis kelamin) yang saat ini dipakai dan diaplikasi.
Tabel 5 Data biologis tikus sprague dawley Berat badan lahir
Berat badan dewasa Usia maksimum Usia reproduksi Konsumsi makanan Konsumsi air minum Defekasi
Produksi urin
4.5 – 6 g
Jantan 250-300 g Betina 180 – 220 g 2 – 4 tahun
8 – 10 minggu 15 – 30 g/hr 20 – 45 ml/hari 9 – 13 g/hari 10 – 15 ml/hari
Sumber: Krinke 2000; Hubrecht dan Kirkwood 2010; NLAC 2013
Tikus dapat tinggal sendirian dalam kandang, asal dapat melihat dan mendengar tikus lain. Ada dua sifat yang membedakan tikus dari hewan percobaan lain. Tikus tidak dapat muntah, karena struktur anatomi yang tidak lazim di tempat esofagus bermuara ke dalam lambung dan tikus tidak mempunyai kandung empedu (Krinke 2000).
Untuk tikus pada laboratorium, makanan dan air minum sebaiknya diberikan secara ad libitum, dan pencahayaan ruangan diatur sebagai 12 jam terang dan 12 jam gelap. Kondisi optimal tikus di laboratorium (Krinke, 2000; Ngatidjan, 2006; Hubrecht dan Kirkwood, 2010) antara lain :
1. Kandang tikus harus cukup kuat tidak mudah rusak, mudah dibersihkan (satu kali seminggu), mudah dipasang lagi, hewan tidak mudah lepas, harus tahan gigitan dan hewan tampak jelas dari luar. Alas tempat tidur harus mudah menyerap air pada umumnya dipakai serbuk gergaji atau sekam padi.
2. Menciptakan suasana lingkungan yang stabil dan sesuai dengan keperluan fisiologis tikus (suhu, kelembaban dan kecepatan pertukaran udara yang ekstrim harus dihindari).Suhu ruangan yang baik sekitar 20 – 22C0, sedangkan kelembaban udara sekitar 50%.
Induksi Model Tikus Obes
Menurut Dieman et al. (2006) ada 4 (empat) cara menginduksi tikus model menjadi obesitas antara lain : yang utama adalah lesi inti hipotalamus ventromedial (VMH) yang dapat dicapai terutama dalam dua cara (pemberian monosodium glutamat atau lesi listrik langsung), ovariectomy, diberikan konsumsi dengan hypercaloric, dan manipulasi genetik untuk obesitas. Memberikan diet tinggi kalori adalah model induksi obesitas yang paling sederhana, dan mungkin salah satu yang paling menyerupai obesitas pada manusia. Menurut Ulman (2009) membuat formulasi diet untuk obesitas pada tikus dikenal dengan DIO (diet induced obesity) dan pakan normal tikus yang dipakai sebagai standar acuan penelitian dengan komposisi pada Tabel 6.
Tabel 6 Komposisi formula pakan standar (D12450B) dan pakan tinggi lemak DIO (Diet Induced Obesity) D12492 yang digunakan dalam penelitian
Komposisi Pakan Standar (D12450B)
Pakan Tinggi Lemak (DIO) (D12492) Protein Karbohidrat Lemak Total kkal/gm g% 19.2 67.3 4.3 3.85 Kcal% 20 70 10 100 g% 26 26 35 5.24 Kcal % 20 20 60 100 Casein, 30 Mesh
L-Cystine Corn Starch Maltodextrin 10 Sukrosa Selulosa, BW200 Minyak kedelai Lard
Mineral Mix S10026 DiCalcium
Phosphate
Calcium Carbonate Potassium Citrate, 1 H20
Vitamin Mix V10001
Choline Bitartrate FD&C Blue Dye #1 Total 200 3 315 100 172.8 50 25 20 10 13 5.5 16.5 2 2 0.05 1055.05 800 12 1260 400 691 0 225 180 0 0 0 0 0 0 0 4057 200 3 0 125 68.8 50 25 245 10 13 5.5 16.5 10 2 0.05 773.85 800 (80M esh) 12 0 500 275 0 225 2205 0 0 0 0 0 40 0 0 4057
Latihan Renang Pada Tikus
fisiologis, biokimia, dan molekuler respon terhadap stres latihan akut dan adaptasi untuk latihan olahraga kronis.
Berenang tidak membutuhkan biaya mahal, cukup dengan peralatan yang sederhana dibanding treadmill berjalan dan olahraga roda putar, namun harus memilih wadah di mana tikus akan berenang, serta suhu dan kedalaman air yang tepat. Dibandingkan dengan treadmill berlari dan olahraga roda, berenang memiliki keuntungan karena tidak menyebabkan cedera kaki, sehingga tidak berdampak traumatis fisik pada hewan (Kregel et al, 2006).
Ukuran dan bentuk wadah yang digunakan untuk berenang dapat mempengaruhi kinerja latihan tikus. Wadah yang bulat adalah pilihan yang lebih baik daripada bentuk persegi, karena hewan tidak bisa menggantung di sudut-sudut dan mengurangi kinerja renang tikus. Wadah berenang harus cukup dalam yaitu 51 cm dan jarak dari permukaan air ke atas tangki harus cukup besar untuk mencegah tikus keluar dari air. Luas permukaan air cukup luas yaitu 1000-1500 cm², sehingga memberikan ruang yang cukup untuk tikus berenang.
Suhu air sebaiknya sedikit lebih rendah dari suhu tubuh hewan yaitu antara 33-36°C. Tikus berenang pada rentang suhu ini tidak akan mengalami gangguan dalam berbagai parameter kardiovaskular misalnya: curah jantung, denyut irama jantung yang berarti akan menekan arteri, yang dapat mempengaruhi kinerja latihan (Kregel et al, 2006).
Lamanya latihan renang dihitung berdasarkan denyut nadi, pada manusia denyut nadai per menit 60 kali sedangkan pada tikus dua kalinya sekitar 120 kali per menit. Protokol latihan aerobik minimal pada manusia adalah selama 10 menit, dengan demikian pada tikus dibutuhkan waktu 5 menit setiap latihan renang dengan frekuensi 3 x seminggu dengan suhu air 36º C dalam bak (Kregel et al. 2006)
Beberapa penelitian menunjukkan bahwa latihan olahraga teratur memberikan manfaat secara in vivo antara lain dapat mengurangi stres oksidatif pada tikus dan mencit (Asghar et al. 2007, Navarro et al.2004). Latihan olahraga intensitas sedang dapat menginduksi ekspresi enzim antioksidan mengurangi stres oksidatif (Gomez-Cabrera et al. 2008).
Selain itu, latihan olahraga teratur menyebabkan peningkatan kadar antioksidan dan enzim antioksidan di otak, yang akan membantu melindungi otak dari kerusakan oksidatif. Latihan olahraga dapat menurunkan kadar MDA di mitokondria otak, hal ini menunjukkan efek yang menguntungkan akibat latihan olahraga pada fungsi otak (Jiankang et al. 2000). Lessard et al. 2007 menyimpulkan bahwa latihan lari progresive sampai 1 jam pada kecepatan 32 m/menit selama 4 minggu pada tikus jantan sprague dawley dapat mengurangi lemak di hati sebesar 41%.
Ekstrapolasi Umur Tikus dan Manusia
Ekstrapolasi adalah metoda statistik untuk menyimpulkan data yang telah diketahui dari yang belum diketahui. Metoda ini memprediksi data masa depan dengan mengandalkan data historis. Ekstrapolasi dipergunakan dalam memprediksi nilai dari suatu data atau fungsi yang berada di luar interval (data awal yang telah diperoleh), misalnya memperkirakan umur manusia dengan umur tikus yang telah diketahui sebelumnya.
Tabel 7 Ekstrapolasi umur tikus terhadap umur manusia Umur Tikus (Bulan) Umur Manusia (Tahun)
6 bulan 12 bulan 24 bulan 28 bulan 30 bulan 36 bulan 42 bulan 45 bulan 48 bulan
18 tahun 30 tahun 45 tahun 60 tahun 75 tahun 90 tahun 105 tahun 113 tahun 120 tahun
3
METODE
Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan selama 9 (sembilan) bulan dimulai pada bulan Februari sampai dengan Nopember 2015. Pembuatan formula pakan tinggi lemak dan pakan standar dilakukan di Laboratorium Lapang Nutrisi Pakan Ternak Fakultas Peternakan IPB, pembuatan tepung buah naga merah dilakukan SEAFAST di PAU IPB, analisis kandungan tepung buah naga merah dilakukan di Balai Pasca Panen Bogor Departemen Peratanian. Pemeliharaan tikus dan perlakuan intervensi kombinasi perlakuan serta pengamatan anthropometri dilakukan di Veteriner Stem Cell Fakultas Kedokteran Hewan, IPB. Pemeriksaan plasma darah tikus dilakukan di Laboratorium Biokimia Fakultas Kedokteran, Universitas Indonesia dan Laboratorium kimia Pusat Studi Satwa Primata, Lembaga Penelitian dan Pengabdian kepada Masyarakat IPB, Bogor
Bahan dan Alat
Bahan yang digunakan adalah Buah Naga Merah lokal (Hylocereus Polyrhizus) yang diperoleh dari perkebunan “Sabisa Farm” Bogor. Tikus jantan galur Sprague Dawley diperoleh dari breeding Balai POM Jakarta, umur tikus 2 bulan dengan kisaran berat badan 80-120 g. Kit biomarker Inflamasi yaitu TNF-α dari Legend MaxTM diproduksi oleh Biolegend® (San Diego, CA 82121), CRP dan SOD
diproduksi oleh Elabscience Biotech Co.,Ltd sedangkan MDA reagennya dibuat oleh Laboratorium Biokimia FK-UI Jakarta. Bahan baku pakan yang digunakan untuk membuat pakan tinggi lemak seperti Pollard, CGM (Corn Gluten Meal), CPO (Crude Palm Oil), Tepung Tapioka, CaCO3 (Calcium carbonate), DCP (Di Calcium phoshate), Premix diperoleh dari toko bahan kimia di Bogor, sedangkan Tallau (lemak sapi) diperoleh dari Tempat Pemotongan Hewan, Bogor.
Beberapa peralatan yang digunakan antara lain: Vacum Evaporator (Ogawa Seiki,Co.LTD, 1987)), Freeze Dryer, Rota Rod Equipment, Swimming exercise chamber (alat renang tikus), ELISA, Spektrofotometer, Gravimetri, peralatan alat suntik, micro hematokrit capilary tubes, mesin press/cetak berbentuk wafer diciptakan dan dirancang oleh Lab.Industri Pakan Fakultas Peternakan IPB, pakan tikus, peralatan dan kelengkapan kandang tikus, stop watch.
Tahapan Penelitian
Pengolahan dan Analisis Data
TAHAP 2
Ket: PS= Pakan Standar, PTL =Pakan Tinggi Lemak, OR= Olahraga Renang, PTBNM= Pakan Tepung Buah Naga Merah
Gambar 6 Skema alur penelitian
PENGAMATAN I (BASELINE) Marker Inflamasi, Stres Oksidatif (20 ekor) dan Kuantifikasi lemak di Hati (4 ekor euthanasia), IMT
PENGAMATAN II (ENDLINE) 20 ekor tikus Marker Inflamasi, Stres Oksidatif, dan Kuantifikasi Lemak di Hati (4 ekor euthanasia), IMT
IMT
Pemberian Pakan Tinggi Lemak (PTL)Selama 4-5 bulan
PENGGEMUKAN TIKUS
PTL PTL+OR PTL+PTBNM PTL+PTBNM+OR
IMT
Pemberian Pakan Normal (PN) Selama 2-3 bulan
PENGAMATAN Marker Inflamasi, SO, Kuantifikasi lemak di Hati
IMT
TAHAP 1
TAHAP 4 TAHAP 3
INTERVENSI PS
28 Ekor Tikus Jantan Umur: 2 bl BB: 80-120 gr
4 ekor 24 ekor
4 ekor tikus normal
24 ekor tikus OW/Obes
20 ekor tikus OW/Obes
Definisi Operasional
Status Gizi adalah keadaan tubuh yang diakibatkan oleh konsumsi, penyakit infeksi, pencernaan, dan pemanfaatan makanan dalam hubungannya dengan kesehatan, dalam penelitian ini menggunakan indikator status gizi indeks masa tubuh (IMT).
Indeks massa tubuh (IMT) pengukuran pada tikus adalah membagi berat badan (g) dengan panjang badan dikuadratkan (cm2) dengan rentang normal berkisar 0.45 – 0.68 g/cm2 setelah tikus berusia 90 hari. Obesitas pada tikus ditentukan bila BMI > 0.68g/cm2 (Novelli et al. 2007).
Olahraga Renang adalah kegiatan latihan renang yang dilakukan oleh tikus berenang selama 5 menit/hari selama 3 kali seminggu, yang dilakukan selama 1 (satu) bulan
Tepung buah naga merah lokal adalah pakan tepung buah naga merah lokal ditambah pakan tinggi lemak DIO formula D12492 (Ulman, 2009)
Kebugaran jasmani kemampuan tubuh untuk melakukan tugas atau pekerjaan sehari-hari yang bersifat mendadak tanpa mengalami kelelahan yang berarti, diukur pada unsur-unsur kebugaran : daya tahan, kekuatan, kecepatan, dan kelentukan. Kebugaran pada tikus dicatat dan dianalisa berdasarkan peningkatan durasi waktu dan frekuensi jatuh dari setiap tikus dalam putaran ROTA ROD pada lingkaran drum yang berputar selama 5 menit dengan kecepatan 10 rpm. Kebugaran dikategorikan menjadi : 1) bugar bila tikus bertahan pada putaran drum (rotarod selama 4 – 5 menit dan 2) tidak bugar bila tikus hanya dapat bertahan pada putaran (rotarod) selama 0 – 3 menit.
Perlemakan Hati : adalah suatu kondisi di mana terjadi akumulasi lemak di organ hati yang diukur dengan pengamatan tehnik bedah invasif / histopatologi melalui eutanasia, untuk mengukur peresentase distribusi lemak pada organ hati tikus dengan software Image J®.
Lemak sentral (visceral fat) : adalah berat lemak di rongga perut (abdomen) bagian dalam tikus yang ditimbang dalam satuan gram, dan diambil pada saat akhir intervensi.
Inflamasi adalah reaksi lokal jaringan terhadap infeksi atau cedera dan melibatkan lebih banyak mediator dibanding respons imun didapat. Penanda inflamasi pada obesitas yang diukur adalah TNF-α (Tumor necrosis factor alpha)
Stres Oksidatif merupakan kondisi dimana terjadi peningkatan radikal bebas yang menyebabkan kerusakan sel, jaringan atau organ. Salah satu penanda yang ditimbulkan akibat stres oksidatif yaitu malondialdehyde (MDA)
Formula Pakan Tikus adalah jumlah dan jenis zat gizi dari makanan yang dikonsumsi oleh tikus yang teridiri dari tiga jenis formula diet : pakan
tinggi lemak DIO produk D12492, pakan standar D12450B (Ulman, 2009) dan pakan tepung buah naga merah ditambah pakan tinggi lemak DIO formula D12492 dengan perbandingan 5 : 1.
Pertimbangan Etik
4
INDUKSI HEWAN MODEL TIKUS OBES
Pendahuluan
Model hewan yang banyak digunakan dalam penelitian adalah tikus putih (Rattus norvegices) yang antara lain dapat mempelajari pengaruh konsumsi pangan, toksisitas, pemberian suplemen, metabolisme, embriologi, komponen bioaktif pangan, dengan mempelajari tingkah laku.
Menurut Dieman et al. (2006) ada 4 (empat) cara menginduksi tikus model menjadi obesitas antara lain : yang utama adalah lesi inti hipotalamus ventromedial (VMH) yang dapat dicapai terutama dalam dua cara (pemberian monosodium glutamat atau lesi listrik langsung), ovariectomy, diberikan konsumsi dengan hypercaloric, dan manipulasi genetik untuk obesitas. Memberikan diet tinggi kalori adalah model induksi obesitas yang paling sederhana, dan salah satu yang paling menyerupai obesitas pada manusia.
Tikus dengan obesitas adalah tikus yang berat badannya melebihi kriteria BMI (Basal Mass Index). Tikus akan bertambah sesuai dengan pertambahan usia, kemudian akan stabil antara 0.45 – 0.68 g/cm2 setelah tikus berusia 90 hari. BMI dianggap lebih baik dan mudah dalam memperkirakan lemak tubuh dan obesitas. Obesitas pada tikus bila BMI > 0.68g/cm2 (Novelli et al. 2007).
Menurut Buettner et al. (2007) induksi obesitas yang paling efektif pada tikus jika diet yang diberikan dimulai pada usia muda dan dilanjutkan beberapa minggu selanjutnya.
Hewan pengerat cocok sebagai hewan coba dengan diet induced obesitas dan resistensi insulin
