EFEK EKSTRAK KAYU MANIS “
Cinnamomum cassia
”
TERHADAP KADAR GLUKOSA DARAH, BERAT
BADAN DAN TRIGLISERIDA PADA TIKUS JANTAN
STRAIN Sparague dawley YANG DIINDUKSI ALOKSAN
Laporan Penelitian ini ditulis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
SARJANA KEDOKTERAN
Oleh :
Elza Amelia Firdaus
1111103000088
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN DOKTER
FAKULTAS KEDOKTERAN DAN ILMU KESEHATAN
UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH
v
KATA PENGANTAR
Assalamualaikum wr.wb.
Puji syukur Alhamdulillah saya panjatkan kehadirat Allah SWT, karena atas segala rahmat dan ridha-Nya saya dapat menyelesaikan penelitian ini. Shalawat serta salam semoga tetap tercurah limpahkan pada nabi besar Muhammad SAW, beserta keluarganya, sahabtnya, serta umatnya.
Saya merasa tidak akan dapat menyelesaikan penelitian ini dengan baik tanpa bantuan, bimbingan dan dukungan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, saya mengucapkan banyak terima kasih kepada:
1. Prof. DR. ( hc ) dr. M.K. Tadjudin, Sp. And selaku Dekan FKIK UIN Syarif Hidayatullah Jakarta.
2. dr. Witri Ardini, M.Gizi, SpGK selaku Ketua Program Studi Pendidikan Dokter FKIK UIN Syarif Hidayatullah Jakarta, beserta segenap dosen di prodi ini yang selalu membimbing serta memberikan ilmu kepada saya selama
menjalani masa pendidikan di Program Studi Pendidikan Dokter FKIK UIN Syarif Hidayatullah Jakarta.
3. dr. Flori Ratna Sari, Ph.D selaku dosen pembimbing I penelitian saya, yang selalu memberikan ilmu, arahan, dan bimbingan kepada saya guna menyelesaikan penelitian ini dengan sebaik-baiknya.
4. dr. Hari Hendarto, Sp.PD, Ph.D, FINASIM selaku dosen pembimbing II penelitian saya, atas segala bimbingan dan saran yang diberikan guna menyempurnakan penelitian saya.
vi
berhenti melangkah hingga saya mencapai cita-cita.
6. Ibu Zeti Haryyati selaku penanggung jawab (PJ) laboratorium MBI. Ibu Nurlaely Mida, M. Biomed selaku PJ Animal house. Ibu Endah Wulandari, M. Biomed selaku PJ laboratorium Biokimia, drg. Laifa Annisa Hendarmin, Ph.D selaku PJ laboratorium Riset, dr. Nurul Hiedayati, Ph.D selaku PJ laboratorium Farmakologi yang telah memberikan izin atas penggunaan lab pada penelitian ini.
7. Untuk teman seperjuangan penelitian saya, Kandang Girls dan Boys. Norma Maulidatul F, Anisatul Muqorrobin, Laras Respati A, Candra Ahmad Hanif Rosyidi, dan Hermansyah, yang telah bahu-membahu menyelesaikan penelitian bersama, untuk sahabat terkasih saya Dian Adi Putra yang telah memberikan semangat dan doa pada detik-detik akhir masa pre-klinik saya. Serta seluruh laboran yang terlibat Bu Ayi, Bu Suryani, Pak Rachmadi, Bu Lilis. Juga pada Mas Iwan, Pak Ruyatman, dan Mas Panji yang sangat membantu berlangsungnya penelitian ini
8. Kak Bayu, senior saya Program Studi Kesehatan Masyarakat 2010 yang telah membantu saya mengolah data, juga kepada seluruh mahasiswa PSPD 2011 dan seluruh teman, sahabat, serta pihak yang tidak dapat saya sebutkan satu persatu.
Saya menyadari dalam laporan penelitian ini masih banyak terdapat kekurangan. Untuk itu, kritik dan saran yang membangun dari semua pihak sangat saya harapkan demi menyempurnakan laporan ini lebih baik lagi. Demikian laporan penelitian ini saya tulis, semoga dapat bermanfaat bagi penulis dan pembaca pada umumnya. Dan semoga dapat dihitung sebagai amal jariyah oleh Allah SWT.
Jakarta, 3 September 2014
vii ABSTRAK
Elza Amelia Firdaus. Program Studi Pendidikan Dokter. Efek Ekstrak Kayu Manis (Cinnamomum Cassia) terhadap Glukosa Darah, Berat Badan, dan Trigliserida Tikus strain Sprague dawley yang Diinduksi Aloksan. 2014.
Diabetes melitus (DM) merupakan masalah kesehatan global yang cukup serius dengan angka prevalensi dan mortalitas yang tinggi dan akan bertambah di masa depan. Penyakit ini merupakan penyakit metabolik kronis yang disebabkan oleh defisiensi absolut atau relatif insulin, resistensi insulin atau keduanya yang ditandai dengan peningkatan kadar glukosa darah dan gangguan metabolisme dari karbohidrat, protein, dan lemak. Pengobatan jangka lama DM diketahui menimbulkan efek samping, sehingga diperlukan regimen tanaman yang lebih aman dan efektif. Kayu manis (Cinnamomum cassia) adalah salah satu tanaman tradisional di dunia yang Telah banyak dilaporkan memiliki property hipoglikemik dan hipolipidemik. Penelitian sebelumnya membuktikan pemberian ekstrak kayu manis 200mg/kgbb dapat menurukan rata-rata kadar glukosa darah puasa selama 28 hari (p<0,05). Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui efek ekstrak kayu manis dengan dosis 300mg/kgbb secara oral selama 14 hari terhadap kadar glukosa darah, berat badan dan trigliserida pada tikus Sprague dawley yang diinduksi aloksan. Penelitian ini menunjukkan bahwa Kayu manis (Cinnamomum cassia) secara signifikan dapat menurunkan glukosa darah dan kadar trigliserida tikus (p<0,05). Selain itu terdapat peningkatan BB pada kelompok terapi, meskipun belum signifikan secara statistik (p>0,05). Dapat disimpulkan bahwa
Cinnamomum cassia memiliki efek hipoglikemik dan hipolipidemik terhadap tikus diabetes strain Sprague dawley yang diinduksi aloksan.
Kata kunci: Kayu manis, glukosa darah, trigliserida, DM ABSTRACT
Elza Amelia Firdaus. Medical Education Study Program. Effect of Cinnamon Extract (Cinnamomum Cassia) on Blood Glucose, Body Weight , and Triglycerides of Alloxan-induced Sprague dawley rats. 2014.
viii rats.
ix 2.1.1 Definisi Diabetes Mellitus (DM)... 2.1.2 Klasifikasi DM... 2.1.3 Patofisiologi DM... 2.1.4 Diagnosa DM... 2.1.5 Komplikasi DM... 2.1.6 Tatalaksana DM... 2.1.7 Efek Insulin Pada Metabolisme Lemak... 2.1.8 Efek Insulin Pada Metabolisme Protein... 2.1.9 Dislipidemia Pada DM... 2.2 Tinjauan Tanaman Cinnamomum cassia... 2.2.1 Kayu Manis (Cinnamomum cassia..………
β.β.β Kandungan Kimia Dalam Kayu Manis.……….
x
3.1 Desain penelitian... 3.2 Waktu dan tempat penelitian... 3.2.1 Waktu penelitia…... 3.2.3 Tempat penelitian... 3.1 Populasi dan Sampel Penelitian...
3.3.1 Kriteria Inklusi.………
1.1 Cara Kerja Penelitian... 1.1.1 Alat penelitian... 1.1.2 Bahan penelitian... 1.1.3 Adaptasi hewan sampel... 1.1.4 Induksi tikus dengan aloksan... 1.1.5 Pemberian ekstrak kayu manis... 1.1.6 Pengukuran sampel...
3.4.6.1 Glukosa darah... 3.4.6.2 Berat badan... 3.4.6.3 Trigliserida... 1.2 Alur penelitian... 1.3 Pengolahan dan analisis data...
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Glukosa darah... 4.2 Berat badan... 4.3 Trigliserida... 4.4 Keterbatasan penelitian...
BAB V SIMPULAN DAN SARAN
xi
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Klasifikasi etiologi DM...
Tabel 2.2 Karakteristik Tanaman Cinnamomum cassia...... 7 21
DAFTAR GRAFIK
Grafik 4.1 Rerata glukosa darah sampel…...
Grafik 4.β Rerata BB sampel…...
Grafik 4.3 Rerata kadar trigliserida sampel……….
35 38 39
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Islet Langerhans...
Gambar β.β Sekresi Insulin.………... Gambar 2.3 Proses Utilisasi Glukosa dalam sel oleh Insulin.…... Gambar β.4 Alur Diagnosa DM..…… ………... Gambar 2.5 Pengaruh Insulin pada sel adiposa………. Gambar 2.6 Pengaruh Insulin terhadap sintesis lemak... Gambar 2.7 Pengaruh hipoinsulinemia terhadap metabolisme protein... Gambar 2.8 Metabolisme lipoprotein pada resistensi insulin ... Gambar 2.9 Kulit Kayu Manis Kering(Cinnamomum cassia Bark)... Gambar 2.10 Reaksi siklus redoks antara aloksan dan asam dialurik... Gambar 2.11 Mekanisme Induksi ROS oleh Aloksan pada sel β pankreas…..
Gambar 7.1 Hasil Determinasi Tanaman..………. Gambar 7.β Surat Keterangan Tikus Sehat.………... Gambar 7.3 Tikus saat di adaptasi………... Gambar 7.4 Alloxan Monohydrate...
Gambar 7.5 Penimbangan Aloksan..………... Gambar 7.6 Larutan Aloksan...
Gambar 7.7 Larutan di Vortex………...
Gambar 7.8 Penyuntikan Aloksan intraperitoneal……... Gambar 7.9 Pemberian ekstrak dengan sonde.……... Gambar 7.10 Coolboxpendingin.………
Gambar 7.11 Pembuatan Larutan Dextrose 40%...
Gambar 7.1β Pengambilan darah dari ekor tikus.………
xii
Gambar 7.13 Hasil pengukuran Glukometer………
Gambar 7.14 Proses Sacrifice.……….. Gambar 7.15 Proses Sentrifugasi.………. Gambar 7.16 Proses Sentrifugasi(5000 rpm)……… Gambar 7.17 Pengambilan Plasma darah..………...
Gambar 7.18 Plasma darah disimpan Pada Kulkas -80ºC………
Gambar 7.19 Pemeriksaan Trigliserida Plasma….………... Gambar 7.β0 Tabung reaksi pemeriksaan.………
Gambar 7.21 Kit Trigliserida (Sclavo).………
Gambar 7.22 Spektrofotometri Genesys 20, 550nm.………
DAFTAR LAMPIRAN
1 BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Diabetes mellitus (DM) dewasa ini telah menjadi masalah kesehatan global
yang cukup serius. American Diabetes Association (ADA) memperkirakan penurunan
pendapatan negara sebesar 58 milyar USD akibat dampak dari pasien-pasien DM
yang mengalami penurunan produktifitas, yang berakhir pada disabilitas permanen
bahkan kematian.1International Diabetes Federation (IDF) pada tahun 2005
memperkirakan jumlah penderita DM usia 20-79 tahun pada tahun 2010 sebesar 285
juta jiwa (6,6%), dan akan meningkat menjadi 438 juta jiwa (7,8%) pada tahun 2030.1
Dimana 70% prevalensi terjadi di negara-negara berkembang. Sedangkan estimasi
angka diabetes kategori semua usia di seluruh dunia diperkirakan 2,8% pada tahun
2000 dan akan meningkat menjadi 4,4% pada tahun 2030.2
Data epidemiologi penderita DM di Asia yang dilaporkan oleh Juliana et al
(2009) juga menunjukkan peningkatan prevalensi DM pada dekade terakhir. Pada
tahun 2007 lebih dari 110 juta individu di Asia hidup dengan diabetes. Diantara
negara-negara dengan penduduk diabetes tertinggi meliputi India, China, Jepang,
Bangladesh, Korea, Thailand, Filipina, Indonesia, Malaysia dan Vietnam. Indonesia
ada pada posisi ke -8 dari top 10 negara berpenduduk DM terbanyak se-Asia. 3
Sedangkan dalam skala dunia, Indonesia berada di urutan ke-4 penduduk DM
terbanyak tahun 2000-2030. Diperkirakan angka peduduk Indonesia dengan diabetes
pada tahun 2030 mencapai 21.3 juta jiwa dari angka sebelumnya 8,4 juta jiwa di
tahun 2000. 2
Diabetes tergolong penyakit degeneratif tidak menular yang akan meningkat
jumlahnya dimasa yang akan datang. Hal ini terbukti dengan semakin tingginya
angka kejadian Diabetes dari setiap dekade. Sebelumnya data World Health
dari 10 negara teratas Diabetes di dunia. WHO meramalkan Indonesia pada tahun
2025 akan berada pada urutan ke-5, namun pada survei tahun 2000 Indonesia telah
berada pada urutan ke-4. Suatu peningkatan yang perlu mendapat perhatian.4
DM menjadi penyebab kematian terbesar ketiga di negara-negara industri.
WHO pada tahun 2008 memperkirakan adanya 2,9 juta kasus kematian per tahun.23
Penyakit ini ditandai dengan meningkatnya kadar glukosa darah akibat defisiensi
insulin dan atau resistensi dari reseptor insulin. Kondisi ini dapat menyebabkan
perubahan metabolisme makronutrien lain dalam tubuh seperti protein dan lipid.
Kondisi defisiensi insulin dapat menyebabkan pemecahan protein yang terdapat
pada otot rangka tubuh, sehingga dapat menimbulkan penurunan berat badan pada
penderitanya. Selain itu, defisiensi insulin juga dapat menyebabkan gangguan pada
metabolisme lipid akan menimbulkan gangguan profil lipid salah satunya
hipertrigliseridemia.5 Gangguan profil lipid dan peningkatan kadar glukosa darah
dapat meningkatkan resiko penyakit jantung koroner yang menjadi salah satu
penyakit penyebab kematian didunia. Dikatakan bahwa kenaikan satu level
Hemoglobin A1C (HbA1C) akan menaikkan 11% resiko terserang penyakit jantung
koroner. Hal ini sesuai dengan lebih banyaknya angka kejadian aterosklerosis pada
pasien DM dibandingkan pasien non DM.6
Pengobatan pada DM bersifat jangka lama. Pemakaian sediaan obat antiglikemik
selama ini dinilai banyak menimbulkan efek samping pada pasien. Sehingga
diperlukan adanya sediaan yang lebih efektif dan lebih aman. Tanaman tradisional
dewasa ini banyak menjadi salah satu fokus perhatian penelitian sebagai regimen
pengganti maupun suplemen obat-obatan sintetik.
Di Indonesia salah satu tanaman yang telah dikenal dan digunakan secara luas
oleh masyarakat adalah kayu manis (Cinnamomum sp). Terdapat sekitar 54 jenis kayu
manis didunia, 12 diantaranya ada di Indonesia. Jenis kayu manis yang paling banyak
penelitian yang paling berkembang didunia adalah , C zeylanikum, dan C. cassia.
Namun C. cassia memiliki efek antidiabetik yang lebih baik dari C zeylanikum. 8
Pada penelitian sebelumnya yang dilakukan Shoba et al (2013), ditemukan
adanya efek antiglikemik dari tanaman Cinnamomun cassia. 9 Selain itu diketahui
kayu manis juga memiliki potensi antidislipidemia10,11. Sangal (2011) melaporkan
Methylhydroxy Chalcone polymer (MHCP) pada C. cassia dapat meningkatkan
uptake glukosa ke sel dengan meningkatkan autofosforilasi reseptor insulin.23Selain itu, dalam penelitian sebelumnya disebutkan bahwa terdapat juga kandungan polifenol sebagai insulin mimetic dan asam cinamat pada C. cassia yang dapat menghambat aktifitas enzim Hepatic 3-hydroxy-3-methylglutaryl CoA reductase
(HMG-CoA reductase)di hepar, sehingga menghasilkan efek hipolipidemik.10,11,19
Penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Saima et al (2011) menggunakan ekstrak Cinnamon dengan dosis 200mg/kgbb selama enam minggu. Hasil penelitian menunjukkan pada dosis 200mg/kgbb, penurunan glukosa darah signifikan pada minggu ke empat (p<0,05). Sedangkan penurunan trigliserida sudah bermakna pada minggu kedua (p<0,05). Al Jamal et al (2010) juga telah melakukan penelitian menggunakan ekstrak Cinnamon dengan dosis 160mg/kgbb, dan hasilnya terjadi penurunan glukosa darah(p<0,01) dan trigliserida (p<0,05) pada minggu ke empat.
Dari latar belakang diatas, peneliti merasa perlu melakukan penelitian terhadap
cinnamomun cassia ini dengan variasi dosis 300mg/kgBB tikus selama 14 hari untuk
melihat dan membutikan potensi dari C.cassia sebagai agen hipoglikemik,
hipolipidemik dan pengaruhnya terhadap berat badan tikus Sprague dawley yang
1.2Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang masalah di atas dapat dirumuskan masalah penelitian sebagai berikut:
Apakah ekstrak kayu manis (Cinnamomum cassia) dengan dosis 300 mg/kgbb dalam waktu 14 hari dapat menurunkan kadar glukosa darah pada tikus jantan strain Sprague dawley yang diinduksi aloksan?
Bagaimana gambaran rasio berat badan akhir tikus jantan strain Sprague dawley yang diinduksi aloksan setelah pemberian ekstrak kayu manis (Cinnamomun cassia) dengan dosis 300mg/kgbb dalam waktu14 hari? Bagaimana gambaran kadar trigliserida akhir tikus jantan strain Sprague
dawley yang diinduksi aloksan setelah pemberian ekstrak kayu manis (Cinnamomun cassia) dengan dosis 300mg/kgbb dalam waktu14 hari?
1.3 Tujuan Penelitian
1.3.1Tujuan Umum
Mengetahui efek pemberian ekstrak kayu manis (Cinnamomun cassia)
terhadap glukosa darah, berat badan dan trigliserida tikus DM 1.3.2 Tujuan Khusus
Mengetahui efek ekstrak kayu manis (Cinnamomum cassia) dalam waktu 14 hari dengan dosis 300 mg/kgbb secara oral dapat menurunkan kadar glukosa darah pada tikus jantan strain Sprague dawley yang diinduksi aloksan.
Mengetahui gambaran rasio berat badan akhir tikus jantan strain
Sprague dawley yang diinduksi aloksan setelah pemberian ekstrak kayu manis (Cinnamomun cassia) dengan dosis 300mg/kgbb dalam waktu14 hari.
Mengetahui gambaran kadar trigliserida akhir tikus jantan strain
kayu manis (Cinnamomun cassia) dengan dosis 300mg/kgbb dalam waktu14 hari.
1.4 Manfaat Penelitian 1.4.1 Bagi Peneliti
1. Memperoleh tambahan keilmuan di bidang penelitian dengan disain eksperimental
2. Memperluas wawasan mengenai potensi tanaman tradisional di Indonesia dan kegunaannya dalam dunia kesehatan.
3. Sebagai salah satu syarat mendapatkan gelar Sarjana Kedokteran di Fakultas Kedokteran dan Ilmu Kesehatan Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta.
1.4.2 Bagi Institusi
1. Menambah referensi penelitian di Fakultas Kedokteran dan Ilmu Kesehatan Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta sehingga dapat
digunakan sebagai bahan untuk melakukan penelitian lebih dalam bagi peneliti yang lain.
1.4.3 Bagi Masyarakat
1. Memberikan informasi bagi masyarakat tentang kegunaan ekstrak kering kayu manis sebagai agen penurun kadar glukosa dan lipid darah pada pasien diabetes melitus, dan menjadikan pengobatan herbal sebagai salah satu pencegah atau alternatif pengobatan dari penyakit DM.
6
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Tinjauan Diabetes Mellitus
2.1.1 Definisi Diabetes Mellitus (DM)
DM merupakan suatu kelompok penyakit metabolik yang disebabkan oleh gangguan sekresi insulin, gangguan kerja insulin atau keduanya sehingga terjadi peningkatan glukosa dalam darah (hiperglikemia). Gejala umum pada penderita DM adalah polifagi, polidipsi, poliuria serta adanya penurunan berat badan tanpa disertai penyebab yang pasti.27
2.1.2 Klasifikasi DM
WHO dan ADA menetapkan klasifikasi yang telah banyak mengalami perubahan. Melalui Perkumpulan Endokrinologi Indonesia (PERKENI), para pakar endokrin Indonesia juga telah melakukan banyak revisi terhadap kensensus pada tahun 1998 dan 2002 terkait dengan perubahan dan perkembangan klasifikasi tersebut. Berdasarkan etiologinya ADA pada tahun 2005 membagi DM menjadi 4
jenis.15
Yang pertama adalah DM Tipe 1 atau nama lainnya Diabetes Mellitus Tergantung Insulin (DMTI), dimana terjadi destruksi sel beta pankreas yang mengarah kepada tidak adanya insulin yang disekresikan sehingga terjadi defisiensi insulin absolut. Kondisi ini didapatkan melalui proses imunologik (autoimun) dan proses yang sampai sekarang belum jelas (idiopatik).15
7
mengkompensasi dengan menambah produksi insulinnya dalam beberapa waktu. Namun keadaan ini menyebakan pankreas mengalami aus dan rusak yang akhirnya menurun fungsinya sehingga keadaan awal predominan resisten insulin sekarang menjadi bersamaan dengan defisiensi insulin relative terhadap keadaan normal.15
DM berikutnya adalah DM tipe lain, yaitu DM yang disebabkan oleh defek genetik sehingga mengganggu proses kerja insulin. Beberapa penyebab lain adalah penyakit eksokrin pankreas, endokrinopati, infeksi, imunologi dan penyakit eksokrin pankreas. Jenis terakhir adalah diabetes kehamilan.
Tabel 2.1 Klasifikasi etiologi DM
Sumber : Perkeni 2011
2.1.3 Patofisiologi DM
99% terdiri atas sel-sel acini yang berfungsi menghasilkan enzim-enzim pencernaan. Disamping itu ditengah-tengah dari sel acini terdapat kelompokan kecil sel yang disebut islet langerhans. Kelompokan pulai ini jumlahnya jutaan dan dikelilingi oleh pembuluh darah mengingat fungsinya sebagai kelenjar endokrin.17
Di dalam islet langerhans terdapat beberapa sel, diantaranya sel a 17% yang aktif memproduksi hormon glukagon sebagai hormon anti insulin. Selain itu terdapat sel b 70% yang berada di tengah dari isletlangerhans. Dari sinilah insulin diproduksi sebagai hormon utama dalam proses utilisasi glukosa ke dalam sel. Sisanya sekitar 7% adalah sel delta yang mensekresikan somatostatin sebagai kontrol produksi insulin dan glukagon dan sel F yang menghasilkan polipeptida pankreas.17
Gambar 2.1 Islet Langerhans
(Guyton, 2006)
9
beta melalui Glucose Transporter-2 (GLUT2), yang nantinya akan dimetabolisme menghasilkan Adenosine Triphosphate (ATP). Energi ATP akan digunakan untuk penutupan kanal ion K+ yang menginisiasi depolarisasi. Selanjutnya channel ion Ca2+ akan membuka sehingga menciptakan suasana yang mendukung pengeluaran hormon insulin.17
Insulin sangat dibutuhkan untuk memasukkan glukosa kedalam sel-sel perifer terutama sel yang menggunakan GLUT4 sebagai transporter glukosa. Insulin akan berikatan dengan Insulin Reseptor Substrate (IRS) yang ada pada membrane sel dan kemudian mengaktifkan proses transduksi sinyal sehingga molekul GLUT4 akan berpindah ke membran sel untuk proses pemasukan glukosa kedalam sel.16
Gambar 2.2 Sekresi insulin
Pada kondisi kekurangan insulin, atau gangguan pada reseptor insulin, akan dapat terjadi peningkatan glukosa dalam darah/ hiperglikemi yang merupakan tanda dari DM.
Gangguan kerja insulin atau defisiensi insulin juga berpengaruh terhadap metabolisme makronutrien yang lain. Keadaan hiperglikemi akibat deplesi insulin akan merangsang pengeluaran hormon stres seperti glukagon, kortisol dan epinefrin yang merangsang pembentukan glukosa, baik glikogenolisis maupun glukoneogenesis dari sumber lain salah satunya adalah lemak dan protein sehingga manifestasi klinis yang terjadi pada pasien DM adalah penurunan berat badan tanpa sebab yang jelas.16
Gambar 2.3 Proses Utilisasi Glukosa dalam sel oleh Insulin
(Harrison, 2010 Edisi ke-18)
Insulin juga mengaktifkan Lipopotein Lipase (LPL) di sel adipose yang memecah trigliserida dalam darah untuk masuk ke dalam jaringan. Kekurangan
11
2.1.4 Diagnosis DM
Diagnosis DM didasarkan pada adanya gejala khas DM yaitu poliuria, polifagi, polidipsi dan penurunan berat badan tanpa penyebab yang jelas, serta peningkatan level glukosa darah dari pemeriksaan gula darah. Kemungkinan keluhan yang lain adalah lemah, kesemutan, gatal, pandangan kabur disfungsi ereksi pada pria dan pruritus vulva pada pasien wanita. Untuk pasien dengan keluhan khas DM positif, pemeriksaan kadar gula darah sewaktu ≥β00mg/dL sudah cukup untuk penegakan diagnosis DM. atau kadar darah puasa ≥1β6mg/dL juga menjadi patokan diagnosis.
Bagi pasien tanpa keluhan khas, maka diperlukan pemeriksaan sekali lagi di lain waktu untuk mendapatkan kadar abnormal sekali lagi baik gula darah sewaktu maupun puasa. Atau bisa juga diperiksa tes tolerasi glukosa oral yaitu bila didapatkan
hasil ≥β00mg/dl paska pembebanan glukosa.14
Gambar 2.4 Alur Diagnosis DM
2.1.5 Komplikasi DM
Komplikasi pada DM dapat digolongkan menjadi dua kategori mayor: (1) komplikasi metabolik akut, dan (2) komplikasi-komplikasi vaskular jangka panjang.33
Komplikasi metabolik akut
Komplikasi ini disebabkan oleh perubahan akut dari glukosa plasma. Komplikasi yang paling parah pada DM tipe 1 adalah ketoasidosis diabetik (KAD). Ketika kadar insulin sangat rendah, pasien akan mengalami hiperglikemia dan glikosuria yang sangat berat, peningkatan lipolisis dan oksidasi asam lemak bebas yang berujung pada pembentukan benda keton (asetoasetat, hidroksibutirat, dan aseton). Peningkatan keton ini akan menimbulkan ketosis, sedangkan penambahan
beban ion hidrogennya akan menimbulkan asidosis. 33
Glikosuria dan ketonuria juga nantinya dapat menyebabkan diuresis osmotik, dimana pasien akan mengalami dehidrasi dan gangguan elektrolit sehingga dapat jatuh pada kondisi hipotensi dan syok. Jika perfusi ke otak menurun, pasien akan mengalami koma dan meninggal. 33
Komplikasi metabolik akut yang lain adalah Hiperglikemia, Hyperosmolar, Koma Nonketotik (HHNK) yang sering terjadi pada DM tipe 2 yang lebih tua. Hal ini disebabkan oleh hiperglikemia yang berat (glukosa darah > 600mg/dL) yag menyebabkan hiperosmolalitas, diuresis osmotik, dan dehidrasi berat. Pasien bisa kehilangan kesadaran dan meninggal bila tidak cepat ditangani. 33
13
Komplikasi Kronik Jangka Panjang
Komplikasi vaskular jangka panjang ini meliputi mikroangiopati (pembuluh darah kecil), dan makroangiopati (pembuluh darah sedang dan besar).
Mikroangiopati merupakan lesi spesifik diabetes yang menyerang glomerulus ginjal (nefropati diabetik), kapiler dan arteriola retina (retinopati diabetik), dan saraf-saraf perifer (neuropati diabetik), kulit serta otot-otot. 33
Dalam keadaan hiperglikemia, yang terjadi adalah penebalan dari lapisan membran dasar pembuluh darah. Hal ini dapat terjadi karena glukosa sebagai salah satu komponenya dapat masuk pada sel-sel membran dasar tanpa insulin. 33
Keadaan ini dapat mengakibatkan timbulnya mikroaneurisma pada arteriola retina yang bisa berakhir dengsn neovaskularisasi, perdarahan, bahkan jaringan parut. Selain itu, hiperglikemia juga dapat meningkatkan sorbitol melalui jalur poliol. Sehingga dapat menimbulkan katarak pada lensa mata. Jika terjadi penimbunan sorbitol dalam jaringan saraf, maka kegiatan metabolik sel-sel schwan akan terganggu dan menyebabkan neuropati. 33
Makroangiopati diabetikum yang umum terjadi adalah aterosklerosis. Gangguannya berupa (1) penimbunan sorbitol dalam intima vaskular, (2) hiperlipoproteinemia, dan (3) kelainan pembekuan darah. Akhirnya yang terjadi adalah penyumbatan aliran darah. 33
Jika mengenai arteri-arteri perifer maka dapat menyebabkan insufisiensi vaskular perifer yang ditandai dengan klaudikasio intermiten dan gangren pada ekstremitas. Jika mengenai otak, maka dapat terjadi insufisiensi serebral dan stroke.
2.1.6 Tatalaksana Pada Diabetes Mellitus
Penatalaksanaan DM didasarkan pada (1) rencana diet, (2) latihan fisik dan pengaturan aktifitas fisik, (3) agen-agen hipoglikemik oral, (4) terapi insulin, (5) pengawasan glukosa dirumah, dan (6) pengetahuan tentang diabetes dan perawatan diri. Pasien-pasien DM perlu mengetahui cara-cara pengobatan dan penyesuaiannya untuk mencapai keadaan metabolik yang stabil dan optimal, dikarenakan penyakit diabetes ini tergolong penyakit kronik.33
Pada pasien DM tipe 1 yang mengalami defisiensi insulin absolut, terapi satu-satunya adalah dengan terapi insulin. Terdapat tiga jenis insulin, yaitu insulin masa kerja pendek, masa kerja sedang, dan masa kerja panjang. Insulin masa kerja pendek digunakan untuk mengontrol hiperglikemia postprandial karena masa kerjanya mencapai pucaknya pada beberapa menit hingga enam jam setelah penyuntikan. Selain itu insulin masa kerja pendek juga digunakan sebagai terapi pada pasien dengan ketoasidosis. 33
Insulin masa kerja sedang digunakan untuk mengontrol kadar glukosa harian
pasien diabetes mellitus karena dapat bekerja maksimal pada enam hingga delapan jam pasca penyuntikan. Sedangkan insulin masa kerja panjang mencapai kerja maksimal dalam waktu 14 hingga 20 jam setelah pemberian sehingga jarang digunakan untuk pemakaian rutin.33
Lain halnya dengan DM tipe 1, pada DM tipe 2 terapi yang diberikan adalah dengan obat-obat oral hipoglikemi. Salah satu obat yang dapat diberikan sebagai terapi tunggal pertama adalah metformin. Metformin merupakan biguanid yang bekerja menurunkan produksi gula hepatik, menurunkan absorbsi gula oleh usus, dan meningkatkan sensitifitas insulin terutama di hepar. 33
Obat yang lain adalah Tiazolidinedion yang bekerja meningkatkan kepekaan insulin perifer dan menurunkan produksi gula hepatik. Obat ini merupakan agonis
15
jaringan adiposa, otot skelet dan hepar. Golongan yang lain adalah golongan insulin sekretagog, yaitu sulfonilurea yang merangsang sel β pankreas untuk sekresi insulin.33
2.1.7 Efek Insulin Pada Metabolisme Lemak
Gangguan utilisasi glukosa paling umum banyak menyebabkan peningkatan trigliserida dan penurunan High Density Lipoprotein (HDL). Pada sel adipose, insulin memiliki banyak peran fisiologis, diantaranya (1) meningkatkan masuknya glukosa kedalam jaringan adiposa, (2) meningkatkan lipogenesis dan deposisi trigliserida (TG), (3) aktifasiLPL dan (4) inhibisi Hormone Sensitive Lipase (HSL).17
Gambar 2.5 Pengaruh Insulin pada sel adipose
(Marks, 2005)
selain itu juga terjadi hipoglikemia ditingkat sel sehingga merangsang pengeluaran hormon-hormon antagonis insulin seperti glukagon, katekolamin, kortisol dan hormon pertumbuhan yang memicu pemecahan simpanan TG adiposa melalui peningkatan aktifitas HSL sehingga asam lemak dalam darah meningkat yang selanjutnya akan dibawa ke hati untuk proses pembentukan VLDL (TG tinggi).17
Gambar 2.6 Pengaruh Insulin terhadap sintesis lemak
(Coffee, 1998)
2.1.8 Efek Insulin Pada Metabolisme Protein
17
kondisi hipoinsulinemia dalam hal ini pada pasien DM, maka yang terjadi adalah proses pemecahan protein akan berlangsung lebih lama sehingga akan menurunkan massa otot tubuh, hal inilah yang menyebabkan penurunan berat badan tanpa disertai penyebab yang jelas pada pasien DM.17
Gambar 2.7 Pengaruh hipoinsulinemia terhadap metabolisme protein
(Coffee, 1998)
2.1.9 Dislipidemia Pada DM
adiposa semakin meningkat, hal ini menyebabkan peningkatan Free Fatty Acid (FFA) atau asam lemak bebas.4
Asam lemak bebas sebagian akan digunakan sebagai sumber energi, dan sisanya akan dibawa ke hati sebagai bahan baku pembentukan trigliserida. Nantinya trigliserida ini akan menjadi bagian dari VLDL sehingga VLDL yang dihasilkan dalam keadaan resistesi insulin adalah VLDL kaya TG atau VLDL besar (enriched triglyceride VLDL = Large VLDL).4
VLDL yang banyak mengandung TG akan bertukar dengan koleterol ester dari LDL di dalam sirkulasi. TG yang terdapat dalam LDL akan dihidrolisis oleh enzim lipase hepar yang akan mengahsilkanLDL yang kecil namun padat LDL small dense. LDL jenis ini sangat aterogenik karena sangat mudah teroksidasi.4
Gambar 2.8 Metabolisme lipoprotein pada resistensi insulin.
Sumber: Buku Ajar Ilmu Penyakit Dalam, 2009
TG pada VLDL juga dipertukarkan dengan kolesterol ester dari HDL. HDL yang
19
dalam darah menurun. Dari proses inilah maka pada pasien dengan resistensi insulin akan terjadi perubahan profil lipid berupa kadar trigliserida yang tinggi, HDL rendah, dan LDL small dense meningkat, atau dikenal dengan fenotip lipoprotein aterogenik atau lipid triad.4
2.2 Tinjauan Tanaman Cinnamomum cassia
2.2.1 Kayu Manis (Cinnammomum cassia)
Klasifikasi Ilmiah kayu manis berdasarkan integrated taxonomic information system (ITIS):
Kingdom : Plantae
Divisio : Tracheophyta
Subdivisio : Spermatophytina
Class : Magnoliopsida
Order : Laurales
Family : Lauraceae
Genus : Cinnamomum
Species : Cinnamomum cassia.32
Kayu manis adalah tumbuhan berdaun hijau yang berasal dari Cina selatan, yang sekarang ini banyak ditanam di Asia Tenggara seperti Indonesia, Laos, dan Malaysia. Cinnamomum cassia adalah salah satu jenis kayu manis yang ekstraknya memiliki potensi antidiabetik secara langsung.8
Dua jenis kayu manis yang paling berkembang didunia adalah C.zeylenicum
dan C.cassia.Dalam pemakaian medis, C. zeylenicum lebih aman, namun C.cassia
memiliki efek lebih kuat dalam menurunkan gula darah.9 Tanaman ini memiliki banyak potensi selain sebagai agen hipoglikemik, juga memiliki fungsi sebagai antihiperlipidemik, antioksidan, antipiretik, anti-inflamasi, antimikroba, dan antialergi.25
Gambar 2.9 Kulit Kayu Manis Kering (Cinnamomum cassia Bark)
Sumber : EOL interns LifeDesk http://www.eol.org
21
Berikut ini karakteristik dari C.cassia:
Tabel 2.2 Karakteristik Tanaman Cinnamomum cassia
Sumber : Daswir, 2011(telah diolah kembali)
2.2.2 Kandungan Kimia dalam Kayu manis
Dari beberapa penelitian yang telah dilakukan, kayu manis dilaporkan telah terbukti memiliki efek hipoglikemik dan efek hipolipidemik pada tikus diabetes.28
Hasil analisa fitokimia dari beberapa studi menunjukkan adanya beberapa senyawa penting dalam ekstrak kayu manis diantaranya alkaloid, protein, tannin, glikosida, flavonoid, saponin, asam cinnamat, polifenol, dan cinnamaldehid.23
Dari sekian senyawa tersebut, bahan aktif yang paling berperan aktif adalah adalah asam cinnamat, cinnamaldehid, polifenol dan flavonoid. Berbagai penelitian melaporkan bahwa cinnamaldehid mampu meningkatkan transport glukosa oleh GLUT4 pada sel adipose dan otot skelet sehingga mampu menurunkan glukosa darah secara signifikan.34,28. Telah dilaporkan pemberian cinnamaldehid 20mg/kgbb dapat menurunkan HbA1C, total kolesterol, dan TG.28
Karakter Cinnamomum cassia
Ekosistem Dataran rendah 0-600 m dpl
Bentuk Daun Oblong oval
Ukuran Daun P(8-15 cm) L (6-10 cm)
Warna daun Hijau tua
Panen pertama 5-7 tahun
Ratio berat basah/kering 1;3
Kandungan yang lain adalah asam cinnamat yang berperan sebagai insulin secretagog dan peningkatan ekspresi dari GLUT4.28 Asam cinnamat juga dilaporkan mampu menghambat enzim HMG-CoA reduktase hepar dan menurunkan peroksidasi lipid di hepar. 10 Selain itu, kandungan polifenol dalam Cinnamomum cassia bekerja dalam regulasi tiga protein, yaitu GLUT4, insulin receptor β (IRβ) dan
tristetrapolin. Polifenol insulin mengaktifkan reseptor insulin dengan meningkatkan aktifitas fosforilasi insulin dan menghambat Protein Tyrosine Phosphatase-1 (PTP-1) yang menurunkan aktifitas reseptor insulin di jaringan adiposa .19,25
Salah satu komponen polifenol yang banyak dilaporkan MHCP yang bersifat insulin mimetik. Sangal (2011) melaporkan MHCP memiliki beberapa efek antara lain : (1) merangsang autofosforilasi reseptor insulin, (2) meningkatkan uptake
glukosa, (3) meningkatkan sintesis glikogen dan aktifitas glikogen sintase di sel adiposit, dan (4) menurunkan aktifitas glikogen sintase kinase-3β.23,25 Selain itu pada penelitian yang lain dilaporkan juga bahwa MHCP dapat meningkatkan sensitifitas insulin melalui penambahan ekspresi dari PPAR / α.9
Kandungan polifenol tidak hanya memiliki mekanisme kerja menyerupai
insulin (insulin mimetic), namun juga sebagai antioksidan. Dilaporkan bahwa ekstrak ethanol dari kulit kayu tanaman Cinnamomum cassia memiliki aktifitas antioksidan tertinggi dibandingkan bagian lain dari tanaman ini. Tingginya aktifitas antioksidan berbanding lurus dengan kandungan polifenol dan flavonoid, Khususnya polifenol yang dilaporkan mampu menghambat enzim 5-lipooksigenase.43
Kandungan polifenol dan flavonoid yang tinggi pada kulit kayu Cinnamomum cassia memiliki aktifitas antioksidan tinggi yang didasarkan pada atau kemampuan
menangkap radikal bebas terutama pada sel β pankreas. Mekanisme ini sangat baik
dalam menangkal radikal bebas yang timbul akibat reaksi siklus redoks aloksan yang
23
2.3 Aloksan
Aloksan (2,4,5,6-tetraoxypyrimidine; 2,4,5,6-pyrymidinetetrone) merupakan agen diabetogenik yang secara luas telah digunakan dalam induksi hewan diabetes pada banyak penelitian. Aloksan tergolong senyawa hidrofilik yang tidak stabil. Waktu paruh aloksan hanya 1,5 menit pada suhu 37ºC dan pH netral, waktu paruhnya lebih panjang pada suhu yang lebih rendah.30
Aloksan dapat menginduksi tikus diabetes jika diberikan secara intravena, intraperitoneal atau subkutan. Dosis yang sering digunakan pada tikus adalah 65mg/kgbb iv. Ketika diberikan intraperitoneal dosis yang digunakan 2-3 kali lipat lebih besar dari dosis iv. Pemilihan tikus strain Sparague dawley ini didasarkan pada tikus ini lebih susceptible untuk menjadi DM melalui induksi intraperitoneal dibandingkan dengan tikus strain Nude.36. Sedangkan tikus strain Wistar
menunjukkan peningkatan glukosa darah yang belum terlalu signifikan setelah 38 hari induksi dengan dosis rendah.38
Penggunaan dosis kurang dari 150mg/kgbb intraperitoneal dikhawatirkan
belum adekuat untuk menginduksi tikus menjadi diabetes.30. Dosis aloksan berkisar antara 100-200mg/kgbb. Dosis 130 mg/kgbb tergolong dosis sedang, sedangkan dosis 160mg/kgbb tergolong dosis tinggi.39 Pemberian dosis ringan hingga sedang belum bisa menginduksi DM tipe 1 pada tikus. Sementara itu, pemilihan dosis 150mg/kgbb dilaporkan mampu menginduksi DM tipe 2 pada tikus.37
insulin-dependen glukosa sehinga akan menurunkan pelepasan insulin dari sel β pankreas.10
Gambar 2.10 Reaksi siklus redoks antara aloksan dan asam dialurik
(Lenzen, 2007)
Selain menghambat enzim glukokinase, aloksan juga dapat merusak sel β
pankreas melalui proses lain. Aloksan dan produk hasil reduksinya, asam dialurik akan mengalami siklus redoks yang dapat menghasilkan reactive oxygen species
(ROS ) diantaranya H2O2, OH-, dan O2- . target utama ROS ini adalah sel β pankreas, dimana ROS ini akan menyebabkan influx Ca2+ besar-besaran kedalam sitosol akibat peroksidasi lipid pada membrane sel, mitokondria, dan retikulum endoplasma.10
Keadaan ini akan memicu berbagai enzim yang akan menyebabkan menurunnya fosfolipid, kerusakan DNA dan protein membran maupun sitoskeleton.
Hal inilah yang dapat menyebabkan nekrosis pada sel β pankreas, sehingga dapat
25
Setelah proses penginduksian aloksan, terdapat 4 fase yang terjadi. Fase
pertama terjadi ada 30 menit awal, terdapat sedikit perubahan morfologi sel β
pankreas. Dalam fase ini terjadi transient hipoglikemik akibat sekresi dari insulin. Fase kedua terjadi antara 2 sampai 4 jam. Dimana sudah mulai terdapat vakuolisasi intrasel, dilatasi retikulun endoplasma, berkurangnya area golgi dan granula-granula sekretori serta pembengkakan mitokondria. Hal ini menyebabkan berkurangnya sekresi insulin (hipoinsulinemia). 31
Gambar 2.11 Mekanisme Induksi ROS oleh Aloksan pada sel β pankreas
(Szkudelski, 2001)
Fase yang ketiga terjadi setelah empat hingga delapan jam. Dimana pada fase
2.4 Kerangka Konsep
Autofosforilasi reseptor insulin di sel target
27
2.3 Definisi Operasional
No Variabel Definisi operasional Alat Ukur Cara Pengukuran Skala Pengukuran dari sampel diteteskan pada strip glukometer,
Timbangan BB Sampel diletakkan pada timbangan selanjutnya dilihat
angka pada
28
METODE PENELITIAN
3.1 Disain Penelitian
Pada penelitian ini percobaan dilakukan secara langsung sehingga digunakan disain penelitian eksperimental pada penelitian ini.
3.2 Waktu dan Tempat Penelitian
3.2.1 Waktu Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Desember 2013 hingga Maret 2014
3.2.2 Tempat Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan di laboratorium Biologi, laboratorium Farmakologi , laboratorium Biokimia, dan Animal House Fakultas Kedokteran dan Ilmu Kesehatan Jl.Kertamukti No. 05 Pisangan Ciputat Tangerang Selatan.
3.3 Populasi dan Sampel Penelitian
Pada penelitian ini hewan percobaan yang digunakan sebagai hewan penelitian adalah tikus jantan strain Sprague dawley umur 2-3 bulan dengan berat
badan rata-rata 200-240 gram yang didapatkan dari Departemen Patologi Institut Pertanian bogor.
29
Sedangkan kelompok terapi adalah tikus DM yang diinduksi dengan aloksan dan diberikan terapi ekstrak Cinnammon cassia 300mg/kg BB selama 14 hari.
Jumlah sampel hewan percobaan diambil dari perhitungan rumus Federer sbb:
Dari perhitungan rumus Federrer didapatkan jumlah sampel 9 tikus untuk setiap kelompok. Selama proses penelitian terjadi kematian tikus terutama paska penginduksian aloksan. Sehingga pada akhirnya didapatkan sampel yang representatif sebesar 4 tikus pada masing-masing kelompok.
3.3.1 Kriteria Inklusi
Tikus kontrol negatif : tikus jantan strain Sprague dawley dengan glukosa darah sewaktu < 200mg/dL
Tikus kontrol positif dan tikus terapi : tikus jantan strain Sprague dawley dengan glukosa darah sewaktu >200mg/dL
3.4 Cara Kerja Penelitian
Alat-alat yang digunakan meliputi Kandang tikus, timbangan BB tikus, tenpat makan dan tempat minum tikus, sonde, glukosameter dengan lancet dan strip, minor set, tabung EDTA, valcon tube, eppendorf, kulkas -80˚C, kulkas 4 ˚C, vortex, sentrifuge, spektrofotometer, dan kit trigliserida.
3.4.2 Bahan Penelitian
Bahan utama yang digunakan dalam penelitian adalah kulit kayu manis
(Cinnamomum cassia) yang diperoleh dari pusat konservasi Kebun Raya Bogor sebanyak 2 kg. Kulit kayu manis yang didapat selanjutnya di ekstraksi di Institut Pertanian Bogor dan didapatkan hasil ± 1.100 gr ekstrak kering kayu manis.
Bahan-bahan kimia yang digunakan pada penelitian ini alloxan monohydrate
5%, ethanol 70%, dextrose 40%, ether, destilation water, dan reagen lipid (Sclavo).
3.4.3 Adaptasi Hewan Sampel
Sebelum dilakukan percobaan, dilakukan adaptasi dahulu pada semua hewan sampel di laboratorium Animal House selama 3 minggu hari 0-21. Hewan diadaptasikan dengan lingkungan barunya, makanan dan minumannya. Tujuan dari
proses ini adalah untuk mengkondisikan semua tikus dalam kondisi yang sama sebelum diberikan perlakuan.
3.4.4 Induksi Tikus Dengan Aloksan
31
3.4.5 Pemberian Ekstrak Kayu Manis Terhadap Tikus
Setelah didapatkan tikus DM, kelompok tikus uji diberkan terapi ekstrak kayu manis 300mg/KgBB peroral dengan menggunakan alat sonde. Pemberian ini dilakukan sekali dalam sehari selama 14 hari.
3.4.6 Pengukuran Sampel
3.4.6.1 Gula Darah
Pengukuran gula darah dilakukan sebelum pemberian ekstrak kayu manis, hari ke 1 sebelum diberikan perlakuan, hari ke 7 dan 14 pemberian. Darah tikus didapatkan dengan cara pemotongan ekor tikus terlebih dahulu yang sebelumnya dibius dengan ether. Kemudian darah diteteskan pada strip glukosa dan dilihat pada glukosameter.
3.4.6.2 Berat Badan
Pengukuran berat badan dilakukan setiap hari selama proses pemberian ekstrak 14 hari. Walaupun studi ini hanya akan melihat perbedaan berat badan pada hari terakhir, namun pengukuran setiap hari tetap perlu dilakukan untuk menentukan
dosis pemberian ekstrak setiap harinya.
3.4.6.3 Trigliserida Darah
Pengukuran kadar trigliserida dilakukan 2 kali/duplo untuk diambil rata-rata dengan menggunakan reagen yang biasa di pakai dalam Laboratorium Biokimia yaitu Sclavo.
33
3.5 Alur Penelitian
Persiapan alat dan bahan penelitian
Adaptasi tikus (hari ke 1-21)
Pengukuran BB dan glukosa darah awal
Induksi Aloksan 150mg/kgbb intraperitoneal (hari ke 22)
Adaptasi tikus setelah pemberian aloksan (hari ke 23-28)
Pengukuran kadar glukosa darah sewaktu (hari ke 29)
Glukosa darah sewaktu > 200mg.dL (tikus DM)
Pemberian ekstrak C. cassia 300mg/kgbb selama 14 hari per oral dengan sonde
Pengukuran BB tikus selama masa pemberian ekstrak (hari ke 29- 42)
Pengukuran kadar glukosa darah sewaktu (hari ke 35 & 42)
Sacrifice dan pengambilan darah tikus 3-5 cc (hari ke 43)
Pemisahan plasma darah dengan sentrifugasi
Pengukuran trigliserida plasma tikus
3.6 Pengolahan dan Analisa Data
35 BAB IV
PEMBAHASAN
4.1. Glukosa Darah
Data glukosa darah yang diambil adalah jumlah rerata dari glukosa darah pada awal penelitian (hari ke-1), yaitu saat tikus dinyatakan DM dan normal, (hari ke-7) dan akhir penelitian (hari ke-14) masing-masing kelompok. Kelompok N merupakan kelompok tikus normal, kelompok D merupakan kelompok tikus diabetes tanpa terapi, dan kelompok D + Cc adalah kelompok tikus diabetes yang diberikan terapi ekstrak kayu manis Cinnamomum cassia 300mg/kgbb selama 14 hari. Data yang didapatkan selama penelitian adalah :
Grafik 4.1 Rerata glukosa darah hari ke-1 hari ke-7 hingga hari ke-14 pada semua kelompok penelitian.
Keterangan : N, kelompok normal (N= 4), D, kelompok diabetes (N = 4), D + Cc, kelompok diabetes
dengan terapi ekstrak Cinnamomum cassia (N = 4).
Pemberian aloksan sebagai agen diabetogenik dapat meningkatkan rerata
glukosa darah pada kelompok DM dan kelompok uji melalui proses destruksi sel β
pankreas dibandingkan dengan rerata glukosa darah kelompok normal.
Dari grafik 4.1 dapat dilihat bahwa kadar rerata glukosa darah pada kelompok terapi lebih rendah dari kelompok DM terutama pada hari ke 14, meskipun kadar rerata glukosa kelompok terapi belum mencapai nilai glukosa darah pada kelompok normal. Hal ini menunjukkan bahwa pemberian ekstrak Cinnamomum cassia dengan dosis 300mg/kgbb selama 14 hari dapat menurunkan glukosa darah tikus.
Selanjutnya perbedaan rerata glukosa darah pada hari ke 14 di uji secara statistik dengan menggunakan Oneway Annova dan didapatkan p-value 0,001, yang
berarti bahwa pada signifikansi α 5% terdapat perbedaan kadar rerata glukosa yang
bermakna di antara semua kelompok penelitian
Hal ini sesuai dengan studi yang membuktikan pemberian ekstrak kayu manis selama 30 hari dengan dosis 200mg/kgbb dapat menurunkan glukosa darah tikus secara signifikan.23
Penelitian ini didasarkan pada penelitian yang dilakukan saima et al (2011), yang melihat penurunan glukosa darah dengan pemberian ekstrak Cinnamomum, sp
pada dosis 200mg/kgbb selama 6 minggu. Hasil penelitian menunjukkan, penurunan glukosa darah baru signifikan pada minggu ke empat (p<0,05) dan minggu ke enam (p<0,01). Sedangkan penurunan trigliserida sudah bermakna pada minggu kedua (p<0,05).22
Dengan ini peneliti ingin melihat dan membuktikan sendiri apakah pada dosis 300 mg/kgbb selama 2 minggu dapat menurunkan glukosa secara signifikan.21 Sehingga pada studi ini akhirnya dapat dibuktikan bahwa pemberian ekstrak
37
Al Jamal et al (2010) juga telah melakukan penelitian menggunakan ekstrak kayu manisdengan dosis 160mg/kgbb selama 28 hari, dan hasilnya terjadi penurunan glukosa darah(p<0,01). 44
Dalam berbagai penelitian dilaporkan bahwa ekstrak Cinnamomum cassia
memiliki properti antidiabetik dari Cinnamaldehyde 75%. Hasil beberapa penelitian menyebutkan Ekstrak Cinnamomum memiliki kandungan MHCP yang memiliki aktifitas insulin-mimetik yang berfungsi mengaktifasi glikogen sintase dan inhibisi glikogen sintase kinase 3β.25
Selain itu, MHCP juga dapat meningkatkan sensitifitas reseptor insulin dengan jalan aktivasi insulin reseptor kinase dan inhibisi insulin reseptor phosphatase.24 Gaber et al (2012) juga melaporkan bahwa ekstrak Cinnamomum
memiliki bahan aktif IPF yang dapat meningkatkan sekresi insulin dari sel β pankreas sehingga mampu menurunkan kadar glukosa darah.22
4.2 Berat Badan
Data berat badan yang diambil adalah data rerata berat badan setiap hari mulai
Berikut ini data rerata rasio berat badan pada hari ke-14:
Grafik 4.2 Rerata rasio berat badan hari ke-14 semua kelompok penelitian.
Keterangan : N, kelompok normal (N= 4), D, kelompok diabetes (N = 4), D + Cc, kelompok diabetes
dengan terapi ekstrak Cinnamomum cassia (N = 4).
Berdasarkan grafik 4.2 dapat dilihat bahwa rerata rasio berat badan pada
kelompok terapi lebih tinggi dari kelompok DM terutama pada hari ke 14 meskipun angka rerata rasio berat badan belum setinggi rerata rasio berat badan pada kelompok normal. Hal ini menunjukkan bahwa pemberian ekstrak Cinnamomum cassia dengan dosis 300mg/kgbb selama 14 hari dapat mempertahankan berat badan akhir kelompok tikus DM. Sangal (2011) melaporkan adanya kandungan MHCPpada kayu manis dapat meningkatkan autofosforilasi reseptor insulin pada sel otot skelet dan adiposa, hal ini dapat menurunkan proses katabolisme protein sehingga berat badan tikus dapat dipertahankan stabil bahkan terjadi peningkatan.24
39
Selanjutnya dilakukan uji statistik dengan menggunakan uji One Way Annova
karena distribusi data yang normal dan homogen. Dan didapatkan nilai p-value
sebesar 0,409 (>0,05). Yang menunjukkan tidak terdapat perbedaan berat badan yang signifikan antara kelompok penelitian. Hal ini sesuai dengan penelitian sebelumnya yang melaporkan pengaruh pemberian ekstrak Cinnamon selama 30 hari dengan dosis 600mg/kgbb terhadap kenaikan berat badan tikus tidak bermakna secara statistik ( p-value >0,05).29
4.3 Trigliserida
Pemeriksaan kadar triglserida dilakukan pada hari ke-14 setelah pemberian ekstrak kayu manis. Kadar trigliserida langsung diukur dari plasma hasil sentrifugasi darah yang diambil dari vena cava inferior tikus untuk mendapatkan hasil terbaik.
Grafik 4.3 Rerata kadar trigliserida hari ke-14 pada semua kelompok penelitian
Keterangan : N, kelompok normal (N= 4), D, kelompok diabetes (N = 4), D + Cc, kelompok diabetes
dengan terapi ekstrak Cinnamomum cassia (N = 4).
Berdasarkan Grafik 4.3 dapat dilihat bahwa pemberian aloksan sebagai agen diabetogenik dapat mempengaruhi metabolisme lipid yang ditandai dengan tingginya kadar rerata trigliserida pada kelompok DM dibandingkan dengan kelompok terapi dan kelompok normal. Pada kelompok terapi didapatkan rerata trigliserida yang lebih rendah dibandingkan kelompok DM meskipun belum mencapai kadar rerata trigliserida pada kelompok normal. Hal ini membuktikan bahwa pada pemberian ekstrak kayu manis 300mg/kgbb selama 14 hari menunjukkan adanya efek hipolipidemik.
Selanjutnya dilakukan uji statistik dengan menggunakan Oneway Annova,
namun data trigliserida tidak normal dan tidak homogen walaupun telah dilakukan transformasi data. Sehingga dilakukan non-parametric test yaitu uji Kruskal Wallis.20
Dari hasil uji Kruskal Wallis didapatkan nilai p-value 0,018 yang berarti nilai
ini bermakna pada α 0,05, sehingga dapat disimpulkan bahwa terdapat perbedaan kadar trigliserida yang bermakna antara semua kelompok penelitian. Pada penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Gaber et al (2012), pemberian ekstrak kayu manis selama 30 hari dengan dosis 200 mg/kgbb, 400 mg/kgbb, 600mg/kgbb dan 1200
mg/kgbb dapat menurunkan kadar trigliserida secara signifikan (p < 0,05).22 Al Jamal
et al (2010) juga telah melakukan penelitian menggunakan ekstrak kayu manis
dengan dosis 160mg/kgbb, dan hasilnya menunjukkan terdapat penurunan trigliserida secara signifikan setelah 28 hari (p <0,05). 44
Menurut penelitian yang dilakukan Mannan et al (2014), kandungan
Cinemaldehyd mempunyai efek insulin-like activity yang mampu menurunkan kadar trigliserida.45 Studi yang lain menyebutkan pemberian insulin dapat memperbaiki fungsi LPL sehingga dapat menurunkan level trigliserida, hal ini sesuai dengan efek
41
aktifitas enzim HMG-CoA reduktase yang berperan penting dalam sintesis kolesterol dan absorbsi kolesterol dalam usus.10,11,19
4.4 Keterbatasan Penelitian
4.4.1 Kurangnya sarana dan prasarana yang disediakan oleh fakultas, sehingga peneliti harus membeli sendiri alat-alat terkait penelitian.
42
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Berdasarkan pembahasan dan uji statistik pada bab sebelumnya, maka peneliti dapat menyimpulkan:
Pemberian esktrak kayu manis (Cinnamomum cassia) dengan dosis 300mg/kgbb selama 14 hari dapat menurunkan kadar glukosa darah tikus
Sprague dawley yang di induksi aloksan. Dan terdapat perbedaan kadar glukosa yang bermakna antara semua kelompok penelitian (p-value 0.001). Terdapat perbedaan berat badan akhir pada semua kelompok tikus Sprague
dawley setelah pemberian esktrak kayu manis (Cinnamomum cassia) dengan dosis 300mg/kgbb selama 14 hari. Namun perbedaannya tidak bermakna secara statistik ( p-value 0,409)
Terdapat perbedaan kadar trigliserida akhir pada semua kelompok tikus
Sprague dawley dengan p-value 0,018 setelah pemberian esktrak kayu manis (Cinnamomum cassia) dengan dosis 300mg/kgbb selama 14 hari.
5.2 Saran
Diperlukan penilitian lebih lanjut tentang efek kayu manis Cinnamomum cassia dengan membandingkan beberapa dosis, agar dapat ditentukan kadar terbaik untuk digunakan sebagai terapi pasien DM
Diperlukan penelitian lebih lanjut tentang efek kayu manis Cinnamomum cassia dengan waktu yang lebih lama dan sampel yang lebih banyak.
43 BAB VI
KERJASAMA RISET
Riset ini merupakan bagian kerjasama riset mahasiswa dan kelompok riset diabetes dan regenerasi pankreas PSPD FKIK UIN Syarif Hidayatullah yang di biayai
44
1. International Federation of Diabetes. 2009. IDF Diabetes Atlas Fourth Edition.
2. Wild, Sarah., Roglic, Gojka., Green, Anders., Sicree, Richard., King, Hilary. 2004. Global Prevalence of Diabetes; Estimates for The Year 2000 and Projections for 2030. Diabetes care, 27(5),1047-1054.
3. Chan, Juliana C.N., Malik, Vasanti., Jia, Weiping., Kadowaki, Takashi., Yajnik, Chittaranjan S., Yoon, Kun-Ho., Hu, Frank B. 2009. Diabetes in Asia ; Epidemiology, Risk Factors, and Pathophysiology. Jama, 301(20), 2129-2140 [Reprinted]
4. Sudoyo,Aru W. dkk. 2010. Buku Ajar Ilmu Penyakit Dalam; Diabetes Melitus di Indonesia. Jakarta: Interna Publishing. h1874-1876, h1954.
5. Mohammed, Rafid. 2011. Comparison the Effect of Varios Cinnamon Plant Extracts with Metformin in Blood Glucose Level of Alloxan-induced Diabetec Laboratory Rats. Kufa Journal for Veterinary Medical Sciences, 2(2), 91-95.
6. Kronenberg, Henry M., Melmed, Shlomo., Polonsky, Kenneth S., Larsen, P. Reed. 2008. William Textbook of Endocrinology 11th Edition. Philadelphia: Elsevier.
7. Daswir. 2011. Profil Tanaman Kayumanis di Indonesia (Cinnamomum spp.). Jakarta: Balai Penelitian Tanaman Obat dan Aromatik.
8. Versphol, Eugen J., Bauer, Katrin., Neddermann, Eckhard., 2005. Antidiabetic Effect of Cinnamomum cassia and Cinnamomum zeylanikum
In vivo and In vitro. Phytoterapy Research, 19, 203-206.
9. Kamble, Shoba., Rhambhimaiah, S., 2013. Antidiabetec Effect of Aqueous Extract of Cinnamomum cassia in Aloxan- Induced Diabetic Rats.
45
10.Lukman, Malisa. 2011 . Efek Ekstrak Kayu Manis (Cinnamomum burmanii) terhadap Kadar TG, LDL, Kolesterol Tikus Model Diabetes Melitus Tipe 1 yang Diinduksi Aloksan. Malang: Universitas Islam Malang.
11.Rahman, Sonia., Begum, Halima., Rahman, Zaida., Ara, Ferdous., Iqbal, Md. Jalaluddin., Mohammad Yusuf, Abul Kalam. 2013. Effect of Cinnamon (Cinnamomum cassia) as Lipid Lowering Agent on Hypercholesterolemic Rats. Journal of Enam Medical College, 3(2), 92-98.
12.Roy, Hely J., Lundy, Shanna., Eriksen, Chad., Kalicki, Beth., 2009.
Cinnamon and Type 2 Diabetes. Pennington. Pennington Nutrition Series,
(3).
13.Srinivasan, K., Ramarao, P. 2007. Animal Model in Type 2 Diabetes Research : An Overview. Indian Journal Medical Research, 125, 451-47 14.Perkumpulan Endokrinologi Indonesia. 2011. Konsensus Pengelolaan dan
Pencegahan Diabetes Melitus Tipe 2 di Indonesia.
15.ADA (American Diabetes Association). 2012. Diagnosis and Classification of Diabetes Mellitus,Diabetes Care, 35(1), 64-71.
16.Longo., Fauci., Kasper., Hauser., Jameson., Loscalzo. 2012. Harrisons’ Principles of Internal Medicine 8th ed. USA: McGraw-Hill.
17.Guyton, Arthur C., Hall, John E. 2006. Textbook of Medical Physiology 11th Edition.Philadelphia: Elsevier
18.Hendarmin, Laifa Annisa., Tjakradidjaja, Francisca A., Nasution, Silvia Fitriana. 2011. Pedoman Penulisan Laporan Penelitian Mahasiswa Program Studi Pendidikan Dokter. Jakarta: FKIK UIN Syarif Hidayatullah Jakarta.
19.Broadhurst, c Leigh., Polansky, Maryline M., Anderson, Richard A. 2000. Insulin-Like Biological Activity of Culinary and Medicinal Plant Aqueous Extract in Vitro. Journal of Agriculture Food Chem, 84, 849-852.
bark of Cinnamomum zeylanikum in Streptozotocin-Inducd Diabetic Rats.Journal of Applied Biosciences, 28, 1718-1730.
21.Dahlan, M Sopiyudin. 2011. Statistik Untuk Kedokteran Dan Kesehatan; Deskriptif, Bivariat, dan Multivariat Dilengkapi Aplikasi dengan Menggunakan SPSS. Jakarta: Salemba Medika.
22.Mahmood, Saima., Talat, Aisha., Karim, Sabiha., Khurshid, Rukhshan., Zia Azam. 2011. Effect of Cinnamon Extract on Blood Glucose Level and Lipid Profile in Alloxan Induced Diabetic Rats. Pakistan Jounal of Physiology, 7(10), 13-16.
23.Gaber E. El-Desoky., M Aboul-Soud, Mourad A., Al-Numair, Khalid S. 2012.
Antidiabetic and hypolipidemic effects of Ceylon Cinnamon (Cinnamomum verum) in alloxan diabetic rats. Journal of Medical Plants Research. Journal of Medicinal Plants Research, 6(9), 1685-1691.
24.Abd El Rahman, Soehr N., Adel-Haleem, Amal M.H., M Al Mudhaffar, Hessa. 2010. Anti-Diabetic Effect of Cinnamon Powder and Cinnamon Aqueous Extract on Serum Glucose of Rats.Egypt. International Journal of Food, Nutrition and Public Health, 3(2), 183-197.
25.Sangal, A. 2011. Role of Cinnamon as Beneficial Antidiabetic Food Adjunct :a review. Pelagia Research Library, 2(4), 440-450.
26. Cao, Heping., Graves, Donald J., Anderson, Richard A., 2010. Cinnamon Extract Regulates Glucose Transporter and Insulin-signaling gene Expression in Mouse Adipocyte. Phytomedicine journal, 17, 1027-1032. 27.J C, Ozougwu., K C, Obimba., C.D, Belonwu., C.B, Unakalamba. 2013. The
Pathogenesis and Pathophysiology of Type 1 and Type 2 Diabetes Mellitus. Journal of Physiology and Pathophysiology, 4(4), 46-57.
47
29.Ranasinghe, Priyanga., Perera, Sanja., Gunatilake, Mangala., Abeywardene, Eranga., Gunapala, Nuwan., Premakumala, Sirimal., Perera, Kamal., Lokuhetti, Dilani., Katulanda, Prasatt., 2012. Effects of Cinnamomum zeylanikum (Ceylon Cinnamon) on Blood Glucose and Lipids in a Diabetic and Healthy Rat Model. NCBI Pharmacognosy Journal, 4(2), 73-79.
30.Szkudelski, T. 2001.The Mechanism of Alloxan and Streptozotocin Action in B Cells of The Rat Pancreas. Physiological Research, 50, 536-546.
31.Lenzen, S. 2007. The Mechanism of Alloxan- and Streptozotocin-induced Diabetes. Diabetologia, 51, 216-226.
32.eFloras. Missouri Botanical Garden St.Louis MO and Harvard University Herbaria Cambridge,MA. Diunduh dari http://www.efloras.org
33.Price, Sylivia Anderson., Wilson, Lorraine M. 2005. Patofisiologi: Konsep Klinis Proses-proses Penyakit vol. 1 edisi 6. Jakarta: EGC
34.Shen, Yan., Jia, Liu-Nan., Honma, Natsumi., Hasono, Takashi., Ariga, Toyohiko., Seki, Taiichiro. 2011. Beneficial Effects of Cinnamon on Metabolic Syndrome , Inflammation and Pain, and Mechanism Underlying These Effects- A Review. Journal of Traditional and Complementary Medicine, 2(1), 27-32.
35.Hakkim, Lukmanul., Girija, S., Kumar, R Senthil., Jalaludeen, MD. 2007. Effects of Aqueous and Ethanol Extracts of Cassia auriculata L.flowers on Diabetes using Alloxan-induced Dabetic Rats. Int J Diabetes & Metabolism,15, 100-106.
36.Abu, Abeeleh., Bani Ismail, Zuhair., Alzaben, Khalid R., Abu Halaweh, Sami A., Al-Essa, Mohamed K. 2009. Induction of Diabetes Mellitus in Rats using Intraperitoneal Streptozotocin: A Comparison Between 2 Strains of Rats. European Journal of Scietific Research, 32(3), 398-402.
Alloxan Induced Diabetic Rats. People’s Journal of Scientific Research, 1, 9-11.
38.Yuriska F, Anindhita. (2009). Efek Aloksan Terhadap Kadar Glukosa Darah Tikus Wistar. Semarang: FKUNDIP
39.Sun, Wen Tao., Lei, Chun-Ling., Bi, Chun -Chao., Chen, Zheng-Lan., Zhang, Lu. 2010. Effect of Alloxan Time Administer Drug on Establishing Diabetic Rabbit Model. Basic Research, 3(3), 200-202
40.Yang, Cheng-Hong., Li, Rong-Xian., Chuang, Li-Yeh. 2012. Antioxidant Activity of Various Parts of Cinnamomum cassia Extracted with Different Extraction Methods.Molecules Journal, 17, 7294-7304
41.C.J, Coffee. 1998. Metabolism; Integrated Medical Sciences First Edition.
US: Elsevier
42.Smeeth, Coleen., Marks, Allan D., Lieberman, Michael. 2005. Marks’ Basic
Medical Biochemistry A Clinical Approache Second Edition.UK: Lippincott William and Wilkins
43.Dugoua, Jean-Jacques., Seely, Dugald., Perri, Dan., Cooley Kieran., Forelly,
Tarin., Mills, Edward., Koren, Gideon. 2012. From Type II Diabetes to Antioxidant Antivity: A Systematic Review of The Safety and Efficacy of Common and cassia Cinnamon Bark. Canadian Journal of Physiology and Pharmacology, 85, 837-847.
44.Al Jamal, Abdulrahim., Rasheed, Imad Naji. 2010. Effects of Cinnamon (Cassia zelynicum) on Diabetic Rats. African Journal of Food Science, 4(9), 615-617.
49
LAMPIRAN
Lampiran 1
Hasil Determinasi/ Identifikasi Bahan Uji
Lampiran 2
Surat Keterangan Tikus Sehat
Gambar 7.2
51
Lampiran 3
Gambar Proses Penelitian
Gambar 7.4 Alloxan Monohydrate Gambar 7.3 Tikus saat di adaptasi
(Lanjutan)
Gambar 7.7 Larutan di Vortex Gambar 7.8 Penyuntikan Aloksan
intraperitoneal
Gambar 7.9 pemberian ekstrak dg sonde
53
(Lanjutan)
Gambar 7.11 Pembuatan Larutan Dextrose 40%
Gambar 7.12 Pengambilan darah dari ekor tikus
Gambar 7.13 Hasil pengukuran Glukometer
(Lanjutan)
Gambar 7.15 Proses Sentrifugasi
Gambar 7.17 Pengambilan Plasma darah
Gambar 7.16 Proses Sentrifugasi(5000 rpm)
Gambar 7.18 Plasma darah disimpan Pada
55
(Lanjutan)
Gambar 7.19 Pemeriksaan Trigliserida
Plasma
Gambar 7.21 Kit Trigliserida (Sclavo)
Gambar 7.22 Spektrofotometri
Genesys 20, 550nm Gambar 7.20 Tabung
Lampiran 4 Cara Perhitungan 1. Induksi Alloxan
Dosis yang dipakai adalah 150 mg/kgBB tikus
Rata-rata BB tikus adalah 300 gram dan jumlah tikus adalah 20 ekor 20 x 300 g x 15 mg/100 g = 900 mg
Konsentrasi obat = 15/0,1 15/0,1 = 900/α
α = 0,1 x 900/15
α= 6 ml
Jadi, untuk 900 g aloksan membutuhkan 6 ml 900 g/ 6 ml = 15/0,1
15/100 x 300 = 45 mg 900 g/6 ml = 45 mg/ β
β= 45 x 6 / 900
β= 0,3 ml
Jadi, untuk tiap tikus dengan berat 300 g diinjeksi sebanyak 0,3 ml
2. Pemberian Ekstrak Cinnamomum cassia
Dosis ekstrak: 300 mg/kgBB = 300 mg/ 1000 g = 30 mg/ 100 g Butuh untuk 10 ekor x 300 g (bb tikus) x 30 mg/ 100 g = 900 mg Konsentrasi obat: 30 mg / 0,1 ml
30 mg/ 0,1 = 900 mg/ α
α = 900 x 0,1 / 30 = 3 ml
57
Lampiran 5
Riwayat Penulis
Identitas
Nama : Elza Amelia Firdaus
Jenis Kelamin : Perempuan
Tempat, Tanggal Lahir : Gresik, 14 Juni 1993
Agama : Islam
Alamat : Kendalkemlagi Karanggeneng Lamongan
e-Mail : elzafirdaus@gmail.com
Riwayat Pendidikan
1996-1999 : TK Bina Putra Benowo Surabaya
1999-2005 : MI Hidayatus Shibyan Kendal Lamongan 2005-2008 : MTs. Putra-Putri Simo Lamongan
2008-2011 : MA. Matholi’ul Anwar Simo Lamongan 2011-sekarang : Fakultas Kedokteran dan Ilmu Kesehatan UIN
