iii
ABSTRAK
PENGARUH EKSTRAK ETANOL COKLAT HITAM (Theobroma cacao L.) TERHADAP PENINGKATAN ENDURANCE DENGAN TREADMILL
RUNNING TEST PADA TIKUS WISTAR JANTAN
Yenny Belinda Jioe, 2013
Pembimbing I: Dr. dr. Sugiarto Puradisastra, M.Kes. Pembimbing II: dr. Harijadi Pramono, M.Kes.
Gaya hidup sehat semakin ditinggalkan oleh masyarakat, akibatnya dapat menimbulkan penyakit metabolik seperti diabetes mellitus, penyakit kardiovaskular dan stroke. Oleh karena itu, setiap orang disarankan untuk melakukan aktivitas fisik dengan intensitas sedang. Akan tetapi, aktivitas fisik dengan intensitas berat atau sangat melelahkan berdampak meningkatkan radikal bebas. Jadi, tubuh membutuhkan suplai antioksidan dari luar seperti coklat hitam (Theobroma cacao.L) yang tinggi polifenol. Tujuan penelitian ini adalah untuk menilai pengaruh ekstrak etanol coklat hitam (EECH) terhadap peningkatan endurance dengan treadmill running test pada tikus Wistar jantan. Penelitian menggunakan desain eksperimental laboratorik. Tikus Wistar jantan sebanyak 24 ekor dikelompokkan menjadi empat kelompok EECH dosis (n = 6), yaitu 1,11 g/KgBB, 2,22 g/KgBB, 4,44 g/KgBB dan CMC 1% (kontrol) selama 18 hari. Uji treadmill dilakukan satu kali sehari pada hari ke-14 sampai ke-18 (kecepatan 15 m/menit, ditingkatkan satu meter/menit, setiap dua menit, kemiringan 15o) sampai kelelahan, diambil nilai terbaik. Data yang diukur untuk endurance adalah jarak tempuh (m). Analisis data menggunakan one way ANOVA yang dilanjutkan Tukey HSD dengan α = 0,05. Hasil rerata endurance dalam ln menunjukkan, EECH dosis 2,22 g/KgBB (6,9811) berbeda sangat bermakna (p = 0,006) dibandingkan kontrol (5,4304), sedangkan dosis 1,11 g/KgBB (5,5108) dan 4,44 g/KgBB (6,0061) tidak berbeda bermakna (p = 0,997 dan p = 0,508). Simpulan adalah ekstrak etanol coklat hitam (EECH) berpengaruh terhadap peningkatan
endurance dengan treadmill running test pada tikus Wistar jantan.
iv
ABSTRACT
THE EFFECT OF ETHANOL EXTRACT OF DARK CHOCOLATE (Theobroma cacao L.) ON INCREASING ENDURANCE WITH TREADMILL
RUNNING TEST IN MALE WISTAR RATS
Yenny Belinda, Jioe
First Supervisor: Dr. dr. Sugiarto Puradisastra, M.Kes. Second Supervisor: dr. Harijadi Pramono, M.Kes.
Healthy lifestyle that is being abandoned by many people leads metabolic diseases such as diabetes mellitus, cardiovascular disease and stroke. Therefore, everyone is advised to perform moderate-intensity of physical activity. However, the strenuous intensity or exhausting physical activity increases free radicals molecules. Thus, our body requires dietary antioxidants supply such as high polyphenols dark chocolate (Theobroma cacao L.). The purpose of this research is to assess the effect of dark chocolate ethanol extract (EECH) on increasing endurance with treadmill running test in male Wistar rats. The research was conducted by laboratory experimental design. Twenty four male Wistar rats were divided into four EECH dose groups (n = 6), i.e. 1.11 g/kgbw, 2.22 g/kgbw, 4.44 g/kgbw, and CMC 1% (control) for 18 days. Treadmill test was performed once a day starting on 14th day to 18th day (velocity of 15m/min, increased by 1m/min every 2 min, 15o slope) until exhaustion. Total running distance (m) was used as the endurance performance measurement. The data was analyzed by one-way ANOVA followed by Tukey HSD with α = 0.05. The results on ln showed 2.22 g/kgbw EECH dose (6,9811) was highly significant (p = 0.006) to control (5,4304), whereas the doses of 1.11 g/kgbw (5,5108) and 4.44 g/kgbw (6,0061) were not significantly different (p = 0.997 and p = 0.508). It could be concluded that dark chocolate (Theobroma cacao L.) ethanol extract (EECH) increased the endurance of male Wistar rats on treadmill running test.
vii
DAFTAR ISI
Halaman
LEMBAR PERSETUJUAN ... i
SURAT PERNYATAAN ... ii
ABSTRAK ... iii
ABSTRACT ... iv
KATA PENGANTAR ... v
DAFTAR ISI ... vii
DAFTAR TABEL ... x
DAFTAR GAMBAR ... xi
DAFTAR LAMPIRAN ... xii
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Identifikasi Masalah ... 3
1.3 Maksud dan Tujuan Penelitian ... 3
1.3.1 Maksud Penelitian ... 3
1.3.2 Tujuan Penelitian ... 4
1.4 Manfaat Penelitian ... 4
1.4.1 Manfaat Akademik ... 4
1.4.2 Manfaat Praktis ... 4
1.5 Kerangka Pemikiran dan Hipotesis Penelitian ... 4
1.5.1 Kerangka Pemikiran ... 4
1.5.2 Hipotesis Penelitian ... 5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Latihan Fisik (Exercise) ... 6
2.1.1 Komponen Kebugaran (Fitness) ... 7
2.2 Jaringan Otot ... 7
viii
2.3.1 Struktur Otot Lurik ... 8
2.3.2 Mekanisme Kontraksi Otot Lurik ... 9
2.3.3 Pengaruh Motor Neuron pada Ketegangan dan Kontraksi Otot ... 11
2.3.4 Tipe Kontraksi Otot Lurik ... 12
2.4 Sumber Energi ... 12
2.4.1 Metabolisme Anaerob ... 13
2.4.2 Metabolisme Aerobik ... 15
2.4.3 Sistem Aerobik dan Anaerobik Selama Istirahat dan Latihan ... 17
2.5 Perubahan Kardiorespiratori ... 19
2.5.1 Istirahat ... 19
2.5.2 Perubahan Selama Latihan Maksimal ... 20
2.6 Oksidan dan Antioksidan ... 21
2.6.1 Active Oxygen Species ... 21
2.6.2 Antioksidan ... 22
2.6.2.1 Antioksidan dalam Diet ... 23
2.6.2.2 Fitokimia ... 25
2.6.3 Prooksidan ... 25
2.6.3.1 Prooksidan dalam Diet... 26
2.7 Pengaruh Latihan Fisik Terhadap Peningkatan Radikal Bebas dan Stres Oksidatif ... 27
2.7.1 Induksi Respon Adaptasi Oleh ROS Saat Latihan ... 29
2.8 Coklat Hitam (Theobroma cacao L.) ... 29
2.8.1 Pengaruh Theobroma cacao L. Terhadap Tubuh ... 31
BAB III BAHAN DAN METODE PENELITIAN 3.1 Alat, Bahan dan Subjek Penelitian ... 34
3.1.1 Alat Penelitian ... 34
3.1.2 Bahan Penelitian ... 34
3.1.3 Subjek Penelitian ... 34
3.2 Lokasi dan Waktu Penelitian ... 34
3.3 Metode Penelitian... 35
ix
3.3.2 Variabel Penelitian ... 35
3.3.2.1 Definisi Konsepsional Variabel ... 35
3.3.2.2 Definisi Operasional Variabel ... 35
3.3.3 Besar Sampel Penelitian ... 36
3.3.4 Prosedur Kerja ... 37
3.3.4.1 Persiapan Bahan Uji ... 37
3.3.4.2 Pembuatan Ekstrak Etanol Coklat Hitam (EECH) ... 37
3.3.5 Persiapan Hewan Coba ... 37
3.4 Prosedur Penelitian... 38
3.5 Metode Analisis ... 39
Hipotesis Statistik ... 40
Kriteria Uji ... 40
3.6 Aspek Etik Penelitian ... 40
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil Penelitian ... 41
4.1.1 Jarak Tempuh Tikus Selama Treadmill Running Test ... 41
4.2 Uji Hipotesis ... 46
Hipotesis Penelitian ... 46
Hal yang Mendukung ... 46
Hal yang Tidak Mendukung ... 46
Simpulan ... 46
BAB V SIMPULAN & SARAN 5.1 Simpulan ... 47
5.2 Saran ... 47
DAFTAR PUSTAKA ... 48
LAMPIRAN ... 51
x
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Klasifikasi dan Perbedaan Jaringan Otot ... 8
Tabel 2.2 Perbandingan Karakteristik Umum 3 Sistem Pembentukan ATP ... 17
Tabel 2.3 Reactive Oxygen Species ... 21
Tabel 2.4 Sistem Pertahanan In Vivo Terhadap Kerusakan Oksidatif ... 23
Tabel 2.5 Klasifikasi Utama Fitokimia dengan Aktivitas Antioksidan ... 24
Tabel 4.1 Jarak Tempuh Dalam Meter ... 41
Tabel 4.2 Jarak Tempuh Dalam Ln ... 42
Tabel 4.3 Uji One Way ANOVA Terhadap Jarak Tempuh ... 43
xi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Siklus Tunggal Cross Bridge ... 10
Gambar 2.2 Pergeseran Filamen Tipis Saat Kontraksi Otot ... 11
Gambar 2.3 Rantai Respirasi Mitokondria... 27
Gambar 2.4 Mekanisme Produksi Radikal Bebas Selama Iskemi Jaringan... 28
Gambar 2.5 Theobroma cacao L. ... 30
xii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 Berat Badan Tikus Dari Setiap Kelompok ... 51
Lampiran 2 Perhitungan Dosis Ekstrak Etanol Coklat Hitam (EECH) ... 52
Lampiran 3 Analisis Data Jarak Tempuh pada Treadmill Running……… 54
Lampiran 4 Hasil Uji Normalitas Kolmogorov-Smirnov ... 57
Lampiran 5 Test Hasil Uji Statistik One Way ANOVA Rerata Jarak Tempuh Dalam ln ... 58
Lampiran 6 Gambar Penelitian ... 60
1 BAB I PENDAHULUAN
1.1Latar Belakang
Gaya hidup adalah cara hidup berdasarkan pola perilaku yang berhubungan dengan karakteristik individu, interaksi sosial, dan kondisi kehidupan sosial ekonomi serta lingkungan (WHO,1998). Seiring dengan perkembangan era globalisasi, gaya hidup sehat menjadi terpinggirkan sebagai akibat dari aktifitas yang semakin padat. Makan yang teratur, konsumsi makanan sehat, dan terutama olahraga, seringkali diabaikan. Malas berolahraga dapat meningkatkan risiko penyakit diabetes melitus tipe II, penyakit jantung koroner, hipertensi, obesitas, strok, kanker kolorektal, stres dan gelisah, osteoporosis, osteoartritis, serta nyeri punggung bagian bawah. Setiap tahun terdapat sekitar 13,5 juta orang mengalami penyakit jantung koroner, 1,5 juta orang menderita serangan jantung, 250.000 orang menderita patah tulang pinggul, 60 juta orang kelebihan berat badan (overweight) dan 50 juta orang memiliki tekanan darah tinggi (WHO, 2003). Aktifitas fisik atau olahraga yang dilakukan secara rutin dapat menjadi salah satu alternatif solusi untuk mencegah hal-hal di atas.
Aktifitas fisik bermanfaat untuk menurunkan perasaan depresi dan kegelisahan, membantu membangun dan memelihara kesehatan tulang, otot, dan sendi, menurunkan risiko kanker kolon, menurunkan tekanan darah, membantu pembentukan pembuluh darah baru, memperbesar diameter arteri, menurunkan kolesterol, memperbaiki kebiasaan tidur, meningkatkan sensitivitas insulin dan meningkatkan metabolisme sel (Soni Dodani, 2004).
2
Latihan fisik atau olahraga merupakan subkategori aktifitas fisik yang direncanakan, terstruktur, berulang, dan bertujuan untuk perbaikan atau pemeliharaan satu atau lebih komponen kebugaran fisik. Komponen program latihan fisik adalah aktifitas aerobik, latihan kekuatan, dan latihan kelentukan. Manfaat aktivitas aerobik adalah meningkatkan daya tahan (endurance), memperkuat jantung, paru-paru, otot, dan sistem imun (CDC, 2011). Latihan aerobik dapat dilakukan dengan jogging atau lari menggunakan treadmill, bersepeda, berenang, dan lompat tali (Soni Dodani, 2004). Treadmill merupakan salah satu jenis peralatan latihan fisik yang paling sering digunakan. Sebagian besar orang memilih treadmill karena mudah digunakan, praktis (dapat dilakukan di dalam rumah) dan program latihan dapat disesuai dengan waktu yang dimiliki untuk berolahraga. Aspek latihan juga dapat dikontrol, seperti kecepatan, kemiringan, periode pemanasan, pendinginan, dan energi yang digunakan. Beberapa jenis treadmill memiliki fitur khusus yaitu penghitung langkah dan monitor denyut jantung sehingga dapat mengetahui kemajuan tingkat kebugaran (Tyner, 2007).
Penelitian terbaru menunjukkan bahwa latihan sama efektifnya sebagai obat antidepresan (Soni Dodani, 2004). Latihan fisik yang terlalu berat memang bermanfaat bagi tubuh, tetapi juga dapat menyebabkan gangguan keseimbangan antara pro-oksidan dengan antioksidan intraseluler karena terjadi peningkatan produksi radikal bebas terutama pada otot rangka dan miokardium. Pada saat latihan endurance terjadi peningkatan penggunaan oksigen dan lipid peroksidase. Sebagian kecil oksigen yang digunakan dapat membentuk reactive oxygen species (ROS) yang merusak jaringan, sehingga menurunkan fungsi otot dan berdampak pada penurunan endurance (Ji, 1999; Belviranlt & Gokbel, 2006).
3
murah (Juckett, 2004). Beberapa tanaman herbal yang dapat meningkatkan stamina dan berefek stimulan, seperti coklat hitam dari biji kakao, teh hijau, delima putih, delima merah, jahe, sambiloto, sembung, dan ginseng (Seno Sastroamidjojo, 2001; Suwendar, dkk., 2004; Messaoudi, et al., 2008).
Biji kakao merupakan bahan makanan yang telah dikonsumsi selama lebih dari 2600 tahun, mulanya pada awal meso-Amerika dan sekarang telah menjadi salah satu makanan olahan yang paling banyak dikonsumsi, yaitu coklat. Coklat telah diketahui merupakan makanan yang memiliki kandungan lemak dan kalori tinggi dan tidak memiliki nutrisi penting bagi tubuh. Namun pandangan ini sekarang mulai berubah, coklat mendapat banyak perhatian dari ahli gizi dan ilmuwan makanan karena kandungan antioksidan yang tinggi yaitu polifenol. Penelitian yang berkaitan dengan endurance pada tikus menggunakan teh hijau telah dilakukan pada tahun 2006 menggunakan treadmill dengan hasil positif, yaitu terjadi peningkatan endurance (Murase, et al., 2006). Penelitian lainnya yang pernah dilakukan mengenai pengaruh ektrak polifenol coklat hitam sebagai antidepresan dengan metode tes renang pada tikus Wistar (Messaoudi, et al., 2008). Pada penelitian ini dinilai pengaruh ekstrak coklat hitam terhadap peningkatan endurance dengan treadmill running test pada tikus Wistar jantan.
1.2Identifikasi Masalah
Identifikasi masalah penelitian ini berdasarkan latar belakang di atas adalah
apakah ekstrak etanol coklat hitam (Theobroma cacao L.) berpengaruh terhadap peningkatan endurance dengan treadmill running test pada tikus Wistar jantan.
1.3Maksud dan Tujuan Penelitian 1.3.1 Maksud Penelitian
Untuk mengetahui salah satu bahan makanan yang dapat meningkatkan
4
1.3.2 Tujuan Penelitian
Mengetahui pengaruh ekstrak etanol coklat hitam (Theobroma cacao L.) terhadap peningkatan endurance dengan treadmill running test pada tikus Wistar jantan.
1.4 Manfaat Penelitian
1.4.1 Manfaat Akademik
Karya tulis ilmiah ini diharapkan dapat menambah wawasan dalam pengetahuan farmakologi tanaman obat mengenai ekstrak etanol coklat hitam (Theobroma cacao L.) terhadap peningkatan endurance dengan treadmill running
test pada tikus Wistar jantan.
1.4.2 Manfaat Praktis
Penelitian ini untuk memberi informasi kepada masyarakat mengenai coklat hitam (Theobroma cacao L.) yang dapat digunakan untuk meningkatkan
endurance.
1.5Kerangka Pemikiran dan Hipotesis Penelitian
1.5.1 Kerangka Pemikiran
Endurance adalah kemampuan tubuh untuk melakukan aktivitas fisik tanpa
merasa lelah secara terus-menerus (Ji, 1999). Hal ini dipengaruhi oleh faktor kardiorespiratori dan faktor otot. Kedua faktor tersebut menunjang metabolisme aerob dan anaerob karena kebugaran kardiorespiratori adalah kemampuan sistem respirasi dan sirkulasi untuk mensuplai oksigen kepada otot selama melakukan aktivitas fisik (Fox, et al., 1989; Palupi Widyastuti, dkk., 2008).
5
atau sangat tinggi, berdampak pada peningkatan berlebihan ROS. Hal ini disebabkan saat latihan yang berlebihan, terjadi kebocoran elektron dari rantai transfer elektron pada membran dalam mitokondria sel otot yang sedang berkontraksi (Fisher-Wellman, et al., 2009).
Saat latihan fisik, otot rangka mengalami stres oksidatif yang tinggi dibandingkan dengan jantung dan hati, sehingga membutuhkan perlindungan antioksidan selama dan sesudah latihan fisik. Hal ini dapat dipenuhi dengan pemberian antioksidan dari luar, seperti coklat hitam (Ji, 1999).
Biji kakao dan produknya, seperti kakao cair, bubuk kakao, dan coklat hitam (Theobroma cacao L.), adalah sumber makanan yang kaya antioksidan fenolik. Biji kakao mengandung fenolik dengan kadar monomer flavanol (epicatechin dan
catechin) dan oligomer prosianidin sebanyak 60%. Kandungan tersebut berpotensi
untuk melawan radikal bebas yang berbahaya bagi tubuh (Martín, et al., 2013). Konsentrasi tinggi antioksidan dalam tubuh terutama pada otot dapat mengurangi risiko kerusakan seluler, menunda kelelahan dan meningkatkan performa latihan salah satunya adalah endurance (Ji, 1999).
1.5.2 Hipotesis Penelitian
Ekstrak etanol coklat hitam (Theobroma cacao L.) meningkatkan endurance pada latihan treadmill running test tikus Wistar jantan.
47
BAB V
SIMPULAN & SARAN
5.1 Simpulan
Ekstrak etanol coklat hitam (Theobroma cacao L.) berpengaruh terhadap peningkatan endurance dengan treadmill running test pada tikus Wistar jantan.
Simpulan Tambahan
Peningkatan endurance dengan treadmill running test terjadi pada dosis 2,22 g/KgBB.
5.2 Saran
Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut tentang pengaruh ekstrak etanol coklat hitam terhadap endurance dengan :
Memperpanjang waktu pemberian perlakuan. Menggunakan kontrol pembanding.
Menggunakan bentuk sediaan lain atau zat aktifnya.
Menggunakan bagian tanaman kokoa (Theobroma cacao L.) lain. Menggunakan hewan coba lain.
Menggunakan alat lain.
63
RIWAYAT HIDUP
Nama : Yenny Belinda, Jioe
NRP : 1010107
Tempat dan Tanggal Lahir : Tasikmalaya, 12 Agustus 1992
Alamat : Jl. Perintis Kemerdekaan no. 97 Tasikmalaya
Agama : Katolik
Riwayat Pendidikan :
1998 – 2004 : SD Yos Sudarso, Tasikmalaya 2004 – 2007 : SMP Yos Sudarso, Tasikmalaya 2007 – 2010 : SMA BPK Penabur, Tasikmalaya
PENGARUH EKSTRAK ETANOL COKLAT HITAM (Theobroma cacao L.) TERHADAP PENINGKATAN ENDURANCE DENGAN TREADMILL RUNNING
TEST PADA TIKUS WISTAR JANTAN
Yenny Belinda Jioe, Dr. dr. Sugiarto Puradisastra, M.Kes., dr. Harijadi Pramono, M.Kes.
Abstrak
Gaya hidup sehat semakin ditinggalkan oleh masyarakat, akibatnya dapat menimbulkan penyakit metabolik seperti diabetes mellitus, penyakit kardiovaskular dan stroke. Oleh karena itu, setiap orang disarankan untuk melakukan aktivitas fisik dengan intensitas sedang. Akan tetapi, aktivitas fisik dengan intensitas berat atau sangat melelahkan berdampak meningkatkan radikal bebas. Jadi, tubuh membutuhkan suplai antioksidan dari luar seperti coklat hitam (Theobroma cacao.L) yang tinggi polifenol. Tujuan penelitian ini adalah untuk menilai pengaruh ekstrak etanol coklat hitam (EECH) terhadap peningkatan endurance dengan treadmill running test pada tikus Wistar jantan. Penelitian menggunakan desain eksperimental laboratorik. Tikus Wistar jantan sebanyak 24 ekor dikelompokkan menjadi empat kelompok EECH dosis (n = 6), yaitu 1,11 g/KgBB, 2,22 g/KgBB, 4,44 g/KgBB dan CMC 1% (kontrol) selama 18 hari. Uji treadmill dilakukan satu kali sehari pada hari ke-14 sampai ke-18 (kecepatan 15 m/menit, ditingkatkan satu meter/menit, setiap dua menit, kemiringan 15o) sampai kelelahan, diambil nilai terbaik. Data yang diukur untuk endurance adalah jarak tempuh (m). Analisis data menggunakan one way ANOVA yang dilanjutkan Tukey HSD dengan α = 0,05. Hasil rerata endurance dalam ln menunjukkan, EECH dosis 2,22 g/KgBB (6,9811) berbeda sangat bermakna (p = 0,006) dibandingkan kontrol (5,4304), sedangkan dosis 1,11 g/KgBB (5,5108) dan 4,44 g/KgBB (6,0061) tidak berbeda bermakna (p = 0,997 dan p = 0,508). Simpulan adalah ekstrak etanol coklat hitam (EECH) berpengaruh terhadap peningkatan endurance dengan treadmill running test pada tikus Wistar jantan.
Kata kunci: Theobroma cacao L., endurance, treadmill, ekstrak etanol
Abstract
Healthy lifestyle that is being abandoned by many people leads metabolic diseases such as diabetes mellitus, cardiovascular disease and stroke. Therefore, everyone is advised to perform moderate-intensity of physical activity. However, the strenuous intensity or exhausting physical activity increases free radicals molecules. Thus, our body requires dietary antioxidants supply such as high polyphenols dark chocolate (Theobroma cacao L.). The purpose of this research is to assess the effect of dark chocolate ethanol extract (EECH) on increasing endurance with treadmill running test in male Wistar rats. The research was conducted by laboratory experimental design. Twenty four male Wistar rats were divided into four EECH dose groups (n = 6), i.e. 1.11 g/kgbw, 2.22 g/kgbw, 4.44 g/kgbw, and CMC 1% (control) for 18 days. Treadmill test was performed once a day starting on 14th day to 18th day (velocity of 15m/min, increased by 1m/min every 2 min, 15o slope) until exhaustion. Total running distance (m) was used as the endurance performance measurement. The data was analyzed by one-way ANOVA followed by Tukey HSD with α = 0.05. The results on ln showed 2.22 g/kgbw EECH dose (6,9811) was highly significant (p = 0.006) to control (5,4304), whereas the doses of 1.11 g/kgbw (5,5108) and 4.44 g/kgbw (6,0061) were not significantly different (p = 0.997 and p = 0.508). It could be concluded that dark chocolate (Theobroma cacao L.) ethanol extract (EECH) increased the endurance of male Wistar rats on treadmill running test.
Pendahuluan
Seiring dengan perkembangan era globalisasi, gaya hidup sehat menjadi terpinggirkan sebagai akibat dari
aktifitas yang semakin padat. Makan yang teratur, konsumsi makanan sehat, dan terutama olahraga, seringkali
diabaikan. Rekomendasi minimal untuk melakukan aktifitas fisik intensitas sedang selama 30 menit setiap hari
telah gagal dicapai oleh 60% populasi global. Hal tersebut menyebabkan risiko terkena penyakit metabolik
meningkat menjadi 1,5 kali.1
Latihan fisik atau olahraga merupakan subkategori aktifitas fisik yang direncanakan, terstruktur, berulang, dan
bertujuan untuk perbaikan atau pemeliharaan satu atau lebih komponen kebugaran fisik. Komponen program
latihan fisik adalah aktifitas aerobik, latihan kekuatan, dan latihan kelentukan. Manfaat aktivitas aerobik adalah
meningkatkan daya tahan (endurance), memperkuat jantung, paru-paru, otot, dan sistem imun.2 Latihan aerobik
dapat dilakukan dengan jogging atau lari menggunakan treadmill, bersepeda, berenang, dan lompat tali.3
Ketahanan fisik juga dapat ditingkatkan dengan menggunakan beberapa jenis tanaman herbal. Beberapa tanaman
herbal yang dapat meningkatkan stamina dan berefek stimulan, seperti coklat hitam dari biji kakao, teh hijau,
delima putih, delima merah, jahe, sambiloto, sembung, dan ginseng.4,5,6 Tanaman herbal bersifat alami, dianggap
lebih aman, ditoleransi dengan baik, mudah didapat, dan relatif lebih murah.7
Endurance adalah kemampuan tubuh untuk melakukan aktivitas fisik tanpa merasa lelah secara terus-menerus.8
Hal ini dipengaruhi oleh faktor kardiorespiratori yang mensuplai oksigen menuju otot dan faktor otot selama
melakukan aktivitas fisik.9,10 Latihan fisik yang dilakukan terus-menerus dalam intensitas tinggi atau sangat tinggi
dengan menggunakan treadmill berdampak pada peningkatan berlebihan ROS karena terjadi kebocoran elektron
dari rantai transfer elektron dalam mitokondria sel otot.11
Biji kakao dan produknya, seperti kakao cair, bubuk kakao, dan coklat hitam (Theobroma cacao L.) merupakan
sumber makanan yang kaya antioksidan fenolik dengan kadar monomer flavanol (epicatechin dan catechin) dan
oligomer prosianidin sebanyak 60%. Kandungan tersebut berpotensi untuk melawan radikal bebas yang berbahaya
bagi tubuhserta dapat mengurangi risiko kerusakan seluler, menunda kelelahan dan meningkatkan performa
latihan salah satunya adalah endurance.8,12
Tujuan Penelitian
Mengetahui pengaruh ekstrak etanol coklat hitam (Theobroma cacao L.) terhadap peningkatan endurance
dengan treadmill running test pada tikus Wistar jantan.
Metode penelitian
Penelitian ini menggunakan desain eksperimental laboratorik. Hewan coba yang digunakan adalah tikus Wistar
jantan berusia 8-10 minggu sebanyak 60 ekor dan setelah diseleksi menjadi 24 ekor. Hewan coba dibagi menjadi
empat kelompok secara acak. Masing-masing kelompok terdiri atas enam ekor tikus. Perlakuan yang diberikan
sesuai dengan kelompok yang telah ditentukan dan satu kelompok kontrol tanpa perlakuan. Ekstrak etanol coklat
hitam (EECH) diberikan per-oral menggunakan sonde. Data yang diukur adalah endurance selama menyelesaikan
treadmill running test. Normalitas data dianalisis menggunakan uji Kolmogorov-smirnov. Bila distribusi normal
dilakukan one way ANOVA dilanjutkan dengan Tukey HSD. Bila distribusi tidak normal dilakukan uji
non-parametrik Kruskal-Wallis dilanjutkan dengan uji Mann-Whitney U dengan α = 0,05 dan tingkat kemaknaan
Penelitian awal
Tikus sebanyak 60 ekor diseleksi kemampuan berlari pada treadmill dengan kecepatan 15 m/menit selama 5
menit. Seleksi tikus dilakukan sebanyak 3 kali sampai didapatkan sebanyak 24 ekor.
Penelitian lanjutan
Tikus dikelompokan secara acak menjadi 4 kelompok (n=6) dan dilakukan pengenalan terhadap treadmill
selama 5 hari. Kemudian masing-masing kelompok diberi perlakuan dengan volume 2 ml secara oral selama 18
hari yaitu, kelompok EECH I diberi dosis 1,11 g/KgBB, kelompok EECH 2 diberi dosis 2,22 g/KgBB, kelompok
EECH 3 diberi dosis 4,44 g/KgBB. EECH 1, 2, dan 3 dilarutkan dalam CMC 1%, dan kelompok IV diberi CMC
1%.
Pada hari ke-14, empat puluh lima menit setelah diberi perlakuan, dilakukan treadmill running test sampai
tikus kelelahan dengan kecepatan 15 m/menit, setiap 2 menit ditingkatkan 1 m/menit dan kemiringan 15 derajat.
Dicatat waktu (menit) dan kecepatan (meter/menit) selama tikus berlari di atas treadmill untuk menghitung jarak
tempuh. Performa endurance adalah jarak terbaik pada 5 kali trial selama 5 hari dari hari ke-14 sampai hari ke-18
sampai terjadi kelelahan. Kriteria kelelahan yaitu tikus tertinggal dan bergerak ke belakang tidak mampu
melawan gerakan treadmill sebanyak 3 kali saat pengujian endurance.13,14 Penelitian dilakukan antara pukul 12.00
sampai 16.00.
Hasil dan Pembahasan
Hasil pengukuran jarak tempuh terbaik selama treadmill diuraikan pada tabel 1.
Tabel 1. Jarak Tempuh Dalam Meter
Keterangan :
EECH 1 adalah kelompok ekstrak etanol coklat hitam (EECH) dosis 1,11 g/KgBB
EECH 2 adalah kelompok ekstrak etanol coklat hitam (EECH) dosis 2,22 g/KgBB
EECH 3 adalah kelompok ekstrak etanol coklat hitam (EECH) dosis 4,44 g/KgBB
Kontrol adalah kelompok larutan CMC 1%
Nilai rerata jarak tempuh sangat berbeda jauh, sehingga perlu dilakukan transformasi dalam ln yang diuraikan
pada tabel 2.
Mencit/Kelompok EECH 1 EECH 2 EECH 3 Kontrol
1 670,05 762,53 161,5 189,37
2 140,4 1343,57 1050,38 45,33
3 219 1132,27 527,92 1046,25
4 507,5 835,2 239,67 260,05
5 117 1324,87 549,17 215,33
Tabel 2. Jarak Tempuh Dalam ln
Tabel 2 menunjukkan jarak tempuh dari tikus di setiap kelompok antara 3,81 pada kelompok CMC 1%,
sampai 7,20 pada kelompok EECH dosis 2,22 g/KgBB, dan diuraikan pada gambar 1.
Gambar 1. Grafik Rerata Jarak Tempuh Selama Treadmill Running Test
Keterangan :
EECH 1 adalah kelompok ekstrak etanol coklat hitam (EECH) dosis 1,11 g/KgBB
EECH 2 adalah kelompok ekstrak etanol coklat hitam (EECH) dosis 2,22 g/KgBB
EECH 3 adalah kelompok ekstrak etanol coklat hitam (EECH) dosis 4,44 g/KgBB
Kontrol adalah kelompok larutan CMC 1%
Gambar 1 menunjukkan nilai rerata kelompok EECH 1 (5,5108), EECH dosis 2 (6,9811) dan EECH 3 (6,0061)
lebih besar dari kelompok kontrol (5,4304).
Uji normalitas Kolmogorov-Smirnov didapatkan p = 0,947. Hal ini berarti data terdistribusi normal, sehingga
memenuhi syarat untuk dilakukan uji one way ANOVA dan didapatkan nilai Fhitung (6,100) > F(3,20)5% (3,098)
dengan p = 0,004. Hal ini menunjukkan terdapat perbedaan rerata jarak tempuh selama treadmill running test
antar kelompok perlakuan. 2.00 4.00 6.00 8.00
EECH 1 EECH 2 EECH 3 Kontrol
Jarak
Kelompok Perlakuan
Mencit/Kelompok EECH 1 EECH 2 EECH 3 Kontrol
1 6,51 6,64 5,08 5,24
2 4,94 7,20 6,96 3,81
3 5,39 7,03 6,27 6,95
4 6,23 6,73 5,48 5,56
5 4,76 7,19 6,31 5,37
6 5,23 7,10 5,94 5,64
Rerata 5,5108 6,9811 6,0061 5,4304
Min 4,76 6,64 5,08 3,81
Tabel 3 Uji Tukey HSD Terhadap Jarak Tempuh Kelompok perlakuan EECH 1 (5,5108) EECH 2 (6,9811) EECH 3 (6,0061) Kontrol (5,4304)
EECH 1 (5,5108) ** TB TB
EECH 2 (6,9811) ** **
EECH 3 (6,0061) TB
Kontrol (5,4304)
Keterangan:
** : Sangat Bermakna
TB : Tidak Bermakna
Pada tabel uji beda rata-rata Tukey HSD, kelompok EECH 1 bila dibandingkan dengan kontrol tidak
menunjukkan perbedaan yang bermakna (p= 0,997). Hal ini berarti EECH 1 tidak mempunyai pengaruh dalam
meningkatkan endurance.
Kelompok EECH 2 bila dibandingkan dengan kelompok kontrol menunjukkan adanya perbedaan yang sangat
bermakna (p= 0,006). Hal ini berarti EECH 2 mempunyai pengaruh dalam meningkatkan endurance.
Kelompok EECH 3 bila dibandingkan dengan kelompok kontrol tidak menunjukkan perbedaan yang bermakna
(p= 0,508). Hal ini berarti EECH 3 tidak mempunyai pengaruh dalam meningkatkan endurance.
Jadi, Ekstrak Etanol Coklat Hitam (EECH) dosis 2,22 g/KgBB secara statistik berpengaruh dalam
meningkatkan endurance. Hal ini disebabkan karena coklat hitam (Theobroma cacao L.) mengandung senyawa
polifenol yang berperan sebagai antioksidan yang memperlambat terjadinya kelelahan pada otot lurik.15 Senyawa
polifenol tersebut terutama epicatechin yang menyebabkan peningkatan volume densitas mitokondria pada otot
jantung maupun otot lurik. Selain itu, dapat memperkuat sistem pertahanan antioksidan dalam tubuh untuk
mengimbangi radikal bebas yang diproduksi selama latihan fisik. Keseimbangan antara antioksidan-radikal bebas
ini dijaga untuk menunda kelelahan otot.
Sedangkan pada kelompok EECH dosis 1,11 g/KgBB dan 4,44 g/KgBB secara statistik tidak berpengaruh
dalam meningkatkan endurance karena beberapa hal. Pertama, meskipun ROS dan radikal bebas lain mampu
menginduksi ekspresi enzim dan mekanisme pertahanan antioksidan, tetapi pada kelompok EECH dosis 1,11
g/KgBB, kadar senyawa polifenol yang terkandung masih rendah sehingga setelah penyerapan, total antioksidan
tidak dapat mengimbangi radikal bebas yang diproduksi selama latihan fisik. Kedua, polifenol dalam kadar rendah
tidak cukup menimbulkan vasodilatasi untuk membawa oksigen lebih banyak menuju otot lurik, sehingga otot
lurik lebih cepat mengalami kelelahan. Ketiga, volume densitas mitokondria kemungkinan tidak terpengaruh oleh
kadar polifenol yang rendah. Hal ini menyebabkan jarak tempuh menjadi lebih pendek.
Pada kelompok EECH dosis 4,44 g/KgBB tidak berpengaruh terhadap peningkatan endurance karena beberapa
hal. Pertama, kandungan polifenol yang diabsorbsi lebih banyak, sehingga total antioksidan lebih tinggi dari
radikal bebas selama latihan. Peningkatan antioksidan bebas dapat bertindak sebagai prooksidan melalui struktur
dosis besar akan menghambat biogenesis mitokondria yang penting dalam pembentukan ATP.17 Ketiga, efek
antioksidan yang berlebihan juga dapat menghambat pembentukan NO suatu radikal bebas yang dibutuhkan untuk
vasodilatasi pembuluh darah.18 Keempat, berhubungan dengan kadar karbohidrat dalam coklat. Karbohidrat dalam
jumlah yang banyak akan menghasilkan CO2 berlebihan dan diekskresikan melalui paru-paru. Akibatnya kadar
CO2 paru-paru meningkat dan kadar O2 menurun sedangkan saat latihan kebutuhan O2 meningkat.9
Simpulan
Ekstrak etanol coklat hitam (Theobroma cacao L.) berpengaruh terhadap peningkatan endurance dengan
treadmill running test pada tikus Wistar jantan. Peningkatan endurance dengan treadmill running test terjadi pada
dosis 2,22 g/KgBB.
Daftar Pustaka
1. Physical Activity. Tang, Xuan, et al. 8, Shanghai : PLos ONE, August 2011, Arctigenin Efficiently Enhanced Sedentary Mice.
2. Physical Activity & Health. Dodani, S. 2004, Physical Activity & Health.
3. The Benefits of Physical Activity. Centers for Disease Control and Prevention. http://www.cdc.gov, 2011, Physical Activity and Health.
4. Sastroamidjojo, S. Obat Asli Indonesia. [ed.] Arjatmo Tjokronegoro. Indonesia : Dian Rakyat, 2001.Vol. VI.p. 282. 5. Efek Stimulasi Sistem Saraf Pusat oleh Infusa Rimpang Jahe (Zingiber officinale Rosc.) pada Mencit ddy. Suwendar, Sigit
J.I, Pipih dan Sopiah. Bandung : Acta Pharmaceutica Indonesia, 2004, Vol. XXIX, pp. 34-42.
6. Antidepressant-like Effects of a Cocoa Polyphenolic Extract in Wistar–Unilever Rats. Messaoudi, Michaël , et al. W. S.
Maney and Son Ltd, 2008, Nutritional Neuroscience, Vol. 11, pp. 269-76.
7. Juckett, G. Herbal Medicine. Modern Pharmacology with Clinical Application. 6. Philadelphia : Lippincott Williams & Wilkins, 2004, p. 785.
8. Ji, Li Li. Wisconsin : Society for Experimental Biology and Medicine, 1999, Antioxidants and Oxidative Stress in Exercise, pp. 283-90.
9. Fox, Edward L, Bowers, Richard W and Foss, Merle L. The Physiological Basis for Exercise and Sport. 5th. Dubuque : Wm. C. Brown Communications, Inc., 1989.
10. Palupi Widyastuti dan Erita Agustin, Hardiyanti. Gizi Kesehatan Masyarakat. Jakarta : EGC Medical Publisher, 2008. 11. Acute Exercise and Oxidative Stress: a 30 years history. Fisher-Wellman, Kelsey and Bloomer, Richard J. BioMed Central
Ltd., 2009, Dynamic Medicine.
12. Cocoa Phenolic Extract Protects Pancreatic Beta Cells against Oxidative Stress. Martín, María Ángeles , et al. Madrid : www.mdpi.com, 2013, Nutrients, pp. 2955-68.
13. Yayasan Pengembangan Obat Bahan Alam Phyto Medica. Penapisan Farmakologi, Pengujian Fitokomia dan Pengujian
Klinik. Jakarta : Departemen Kesehatan RI, 1993. pp. 57-58.
14. Heritability of treadmill running endurance in rats. Koch, Lauren Gerard, et al. Ohio : American Journal of Physiology, 2012, Selective Breeding For Endurance Performance, pp. 1455-60.
15. Epicatechin Enhance Fatigue Resistance and Oxidative Capacity in Mouse Muscle. Nogueira, Leonardo, et al. http//www. jp.physoc.org, 2011, Epicatechin and Muscle Adaptation, pp. 4615-31
16. Papas, Andreas M. Antiokxidant Status, Diet, Nutrition, and Health. Danvers : CRC Press LLC, 1999..
17. Exercise and Antioxidant Supplement in the Elderly. Gomez-Cabrera, Mari Carmen, et al. http//www.sciencedirect.com, 2013, Journal of Sport and Health Science 2, pp. 94-100.
48
DAFTAR PUSTAKA
Andujar, I., Recio, M., Giner, & Rios, J. L. 2012. Cocoa Polyphenols and Their Potential Benefits for Human Health. Oxidative Medicine and Cellular
Longevity, p. 1-23.
Belviranlt, M., & Gokbel, H. 2006. Acute Exercise Induced Oxidative Stress and Antioxidant Changes. 3, p. 126-131.
Clarkson, P. M., & Thompson, H. S. 2000. Antioxidants: What Role Do They Play in Physical Activity and Health?. Antioxidant and Exercise, p. 637-645.
Dodani, S. 2004. Physical Activity & Health. Physical Activity & Health.
Fisher-Wellman, K., & Bloomer, R. J. 2009. Acute Exercise and Oxidative Stress: a 30 years history. Dynamic Medicine.
Fox, E. L. 1979. Sports Physiology. Philadelphia: W.B. Saunders Company.
Fox, E. L., Bowers, R. W., & Foss, M. L. 1989. The Physiological Basis for Exercise
and Sport (5th ed.). Dubuque: Wm. C. Brown Communications, Inc.
Gomes, E. C., Silva, A. N., & de Oliveira, M. R. 2012. Oxidant, Antioxidant, and the Beneficial Roles of Exercise-Induced Production of Reactive Species.
Oxidative Medicine and Cellular Longevity, 2012, p. 1-12.
Gomez-Cabrera, M. C., Ferrando, B., Brioche, T., Sanchis-Gomar, F., & Vina, J. 2013. Exercise and Antioxidant Supplement in the Elderly. Journal of Sport
and Health Science 2, p. 94-100.
Guyton, A. C. 2006. Textbook of Medical Physiology (11 ed.). Pennsylvania: Elsevier Inc.
Hoper, L., Kay, C., Abdelhamid, A., Kroon, P. A., Cohn, J. S., Rimm, E. B., et al. 2012. Effects of Chocolate, Cocoa, and Flavan-3-ols on Cardiovascular Health.
Ji, L. L. 1999. Antioxidants and Oxidative Stress in Exercise, p. 283-290.
Juckett, G. 2004. Herbal Medicine. In Modern Pharmacology with Clinical
Application (6 ed., p. 785). Philadelphia: Lippincott Williams & Wilkins.
Koch, L. G., Meredith, T. A., Fraker, T. D., Metting, P. J., & Britton, S. L. 2012. Heritability of treadmill running endurance in rats. Selective Breeding For
49
Martín, M. Á., Ramos, S., Herrero, I. C., Bravo, L., & Goya, L. 2013. Cocoa Phenolic Extract Protects Pancreatic Beta Cells against Oxidative Stress. Nutrients, p. 2955-2968.
Messaoudi, M., Bisson, J. F., Nejdi, A., Rozan, P., & Javelot, H. 2008. Antidepressant-like Effects of a Cocoa Polyphenolic Extract in Wistar– Unilever Rats. Nutritional Neuroscience, 11, p. 269-276.
MIMS. 1997/1998. Dopping Classes and Methods. In MIMS annual (Vol. 8, pp. B25-B28). Indonesia: PT Mediprom.
Murase, T., Haramizu, S., & Shimotoy, A. 2006. Green Tea Extract Improves Running Endurance in Mice by Stimulating Lipid. Green Tea and Endurance. Murray, R. K., Granenr, D. K., & Rodwell, V. W. 2006. Biokimia Harper (27 ed.).
(N. Wulandari, L. Rendy, L. Dwijayanthi, Liena, F. Dany, & L. Y. Rachman, Eds.) Jakarta: EGC.
Nogueira, L., Sanchez, I. R., Perkins, G. A., Murphy, A., Taub, P. R., Ceballos, G., et al. 2011. Epicatechin Enhance Fatigue Resistance and Oxidative Capacity in Mouse Muscle. Epicatechin and Muscle Adaptation, p. 4615-4631.
Palupi Widyastuti & Hardiyant E.A. (Eds.). 2008. Gizi Kesehatan Masyarakat. Jakarta: EGC Medical Publisher.
Papas, A. M. (Ed.). 1999. Antiokxidant Status, Diet, Nutrition, and Health. Danvers: CRC Press LLC.
Powers, S. K., & Jackson, M. J. 2008. Exercise-Induced Oxidative Stress: Cellular Mechanisms. Exercise and Oxidative Stress, p. 1243–1276.
Prevention, C. f. 2011. The Benefits of Physical Activity. Physical Activity and
Health.
Raudenbush. 2006. The Effects of Various Chocolate Typers Brain Power. http://www.nontropics.com/chocolate/.
Sastroamidjojo, S. 2001. Obat Asli Indonesia (Vol. VI). (A. Tjokronegoro, Ed.) Indonesia: Dian Rakyat.
Sherwood, L. 2010. Human Physiology: From Cells to Systems (7 ed.). Kanada: Nelson Education, Ltd.
Shively CA, & Tarka SM Jr. 1984. Methylxanthine Composition and Consumption Patterns of Cocoa and Chocolate Products. Progress in Clinical Biological
50
Suwendar, Sigit J.I, Pipih & Sopiah. 2004. Efek Stimulasi Sistem Saraf Pusat oleh Infusa Rimpang Jahe (Zingiber officinale Rosc.) pada Mencit ddy. XXIX, hlm. 34-42.
Tang, X., Zhuang, J., Chen, J., Yu, L., Hu, L., Jiang, H., et al. 2011, August. Physical Activity. Arctigenin Efficiently Enhanced Sedentary Mice(8).
Tortora, G. J., & Derrickson, B. 2009. Principle of Anatomy and Physiology (12 ed.). Hoboken: John Wiley and Sons, Inc.
Tyner, M. 2007, 5 23. Treadmills for Exercise and Pain Relief. Exercise.
Watson, R. R., Preedy, V. R., & Zibadi, S. (Eds.). 2012. Chocolate in Health and
Nutrition (Vol. 7). Heidelberg: Springer.
WHO. 2003. Global Strategy on Diet, Physical Activity and Health.
Yayasan Pengembangan Obat Bahan Alam Phyto Medica. 1993. Antistres. Penapisan
Farmakologi, Pengujian Fitokomia dan Pengujian Klinik. Jakarta:
