PENGARUH PEMBERIAN EKSTRAK UBI JALAR UNGU (
Ipomoea
batatas poiret
) TERHADAP KADAR GLUKOSA DARAH, KADAR
IMMUNOGLOBULIN A (IgA) DAN VILLI USUS PADA TIKUS PUTIH
JANTAN (
Rattus Norvegitus
) DIABETES MELLITUS
Nurhamidah, Erawati
STIKES Perintis Padang
ABSTRACT
Diabetes mellitus is a degenerative disease that requires proper and serious handling. Fibers and oligosaccharides content of tuber are the edible parts of plants or carbohydrates which are fermented in the large intestine that can serve as prebiotic for gut micro flora, lower blood glucose levels and increase body's immune system. The purpose of this study was to determine the effects of purple sweet potato extract on blood glucose levels, IgA and intestinal villi in mice with diabetes mellitus. Study was carried out using pretest and posttest control group design. Total 24 white mice were used, based on inclusion and exclusion criteria. The treatment group was caged separately from the control group, two groups were given a purple sweet potato extract at a dose of 2.7 and 5.4 ml/200grBW/day orally for 21 days. Data obtained included blood glucose levels, the levels of IgA and intestinal villi state. Statisticacal analysis used to analyze the result were paired sample t-test, one way ANOVA test and post hoc benferroni. From this research there were differences in mean blood glucose levels before and after administration of purple sweet potato extract in the control group (26.5 ± 32.79), P1 (35.75 ± 14.72) and P2 (24 ± 18.13 ), p = 0.00005 (p <0.05). There was no difference in mean levels of immunoglobulin A (IgA) before and after administration of purple sweet potato extract in the control group (0.06 ± 0.13), P1 (0.04 ± 0.02) and P2 (-0.08 ± 0 , 10), p = 0.330 (p> 0.05). There was no difference in intestinal villi of albino rats before and after administration of extract of purple sweet potato, which consist of villous height in control group (19.99 ± 5), P1 (4.89 ± 1 , 22) and P2 (15.86 ± 3.97), intestinal villi density in control group (32.75 ± -8.19), P1 (-24.73 ± -6.18) and P2 (- 42.82 ± -10.7), the area between the villi in the control group (1.25 ± 0.31), P1 (2.25 ± 0.57) and P2 (-1.75 ± -0.06) and the number of goblet cell in control group (5.15), P1 (6.15) and P2 (3.00), p> 0.05.
Keywords : Diabetes mellitus, hyperglycemia, purple sweet potato (Ipomoea batatas poiret), IgA, intestinal villi
.
PENDAHULUAN
Penyakit Diabetes Melitus (DM) merupakan penyakit degeneratif yang memerlukan upaya penanganan tepat dan serius.(Bustan, 2007) Diabetes melitus apabila tidak ditangani dengan baik akan mengakibatkan timbulnya komplikasi meliputi ketoasidosis diabetik, koma hiperosmolar bukan ketotik, koma hipoglikemik, mikroangiopati diabetik (Penyakit Pembuluh Darah Kecil), penyakit pembuluh darah besar, neuoropati dan katarak (Waspadji, dkk., 2004).
kkal, protein 1.8 gram, lemak 0.7 gram, karbohidrat 27.9 gram, kalsium 30 mg, fosfor 49 mg, besi 0.7 mg, vitamin A 7.700 SI, vitamin C 22 mg dan vitamin B1 0.09 mg. Kandungan betakaroten, vitamin E dan vitamin C bermanfaat sebagai antioksidan pencegah kanker dan beragam penyakit kardiovaskuler. Ubi jalar ungu juga kaya akan karbohidrat dan energi yang mampu mengembalikan tenaga. Kandungan serat dan pektin di dalam ubi jalar ungu sangat baik untuk mencegah ganguan pencernaan seperti wasir, sembelit hingga kanker kolon.
Umbi ubi jalar ungu didalamnya mengandung gula, pati, dan oligosakarida yang dikenal dengan nama inulin. Inulin merupakan polimer dari unit-unit fruktosa.Inulin bersifat larut di dalam air, tidak dapat dicerna oleh enzim-enzim pencernaan, tetapi difermentasi mikroflora kolon (usus besar). Oleh karena itu, inulin berfungsi sebagai prebiotik (Clara ,2006).
Ekstrak ubi jalar ungu juga mengandung inulin, merupakan salah satu jenis prebiotik dengan kemampuan untuk menurunkan kadar glukosa darah serta dapat meningkatkan kemampuan tubuh terhadap immunoglobulin A (IgA) dan villi usus. Inulin tidak dapat segera diserap oleh tubuh sebagai sumber gula, tetapi perlu proses pemecahan lebih lanjut oleh enzim inulinase. Sifat inulin ini sangat berguna untuk aplikasi produk bagi penderita diabetes mellitus maupun yang sedang berdiet rendah kalori. Berdasarkan hal tersebut maka penulis tertarik melakukan penelitian untuk mengetahui pengaruh pemberian ekstrak dari ubi jalar ungu(Ipomoea batatas poiret) terhadap kadar glukosa darah, kadar immunoglobulin A (IgA) dan villi usus pada tikus putih jantan (Rattus Norvegitus) diabetes mellitus.
METODE PENELITIAN Alat
Timbangan (Ohaus), timbangan elektrik, kandang tikus (ukuran 50x30cm), mikrohematokrit, rak, tabung reaksi, mikropipet, jusser, glucose meter (gluco-DR), elisa Reader, kamera dan sarung tangan.
Bahan
Aloksan, kit test immunoglobulin A (IgA), umbi ubi jalar ungu, pakan standar (pellet) dan reagent test glukosa.
Hewan Percobaan dikupas dan dicuci sampai bersih, lalu dipotong-potong dan dimasukkan kedalam juiser dengan terpisahnya ampas dan pati, maka ekstrak dari tersebut diinduksi dengan aloksan selama 2-3 hari dan setelah dipastikan hiperglikemia, maka hewan percobaan ini dikelompokkan menjadi 3 kelompok yang dipilih secara acak, kelompok 1 sebagai kontrol positif (K+), kelompok 2 (P1) diberi ekstrak ubi jalar ungu dosis 2,7 ml/200 gram BB tikus/hari dan kelompok 3 (P2) diberi ekstrak ubi jalar ungu dosis 5,4 ml/200 gram BB tikus/hari.
Ekstrak dari ubi jalar ungu diberikan secara peroral selama 3 minggu, dan dilakukan pemeriksaan kadar glukosa darah, kadar IgA dan villi usus dengan 2 tahap pemeriksaan sebelum dan setelah pemberian ekstrak ubi jalar ungu.
Pengukuran dan pemeriksaan variabel
Pemeriksaan kadar glukosa dilakukan secara kuantitatif dengan menggunakan alat Accucek, dimana darah diambil dari ekor tikus yang diteteskan pada alat Accuchek tersebut, maka akan diketahui kadar glukosa darah tikus putih jantan.
biarkan sampel untuk membeku selama dua jam pada suhu kamar atau semalam. Sebelum disentrifugasi selama 20 menit sekitar 1000 g. Uji serum baru disiapkan segera atau menyimpan sampel di alikuot di -200C atau -800C untuk kemudian digunakan.
Vili Usus halus yang diukur :
Tinggi vili Ileum : diukur dari garis atas
muskularis mukosa sampai puncak vili dengan menggunakan lensa okuler berskala.
Kerapatan Ileum : diukur pada lembah vili
dengan menggunakan lensa okuler berskala dan melihat keadaan sel dengan
menggunakan mikroskop.
Luas antar vili : diukur pada puncak vili yang satu ke puncak vili yang lainnya.
Sel goblet : dihitung berdasarkan jumlah sel
goblet yang terdapat didalam lingkup vili usus tersebut secara keseluruhan untuk satu
lempeng vili usus.
Pengolahan dan Analisa Data
Data yang diperoleh diolah dan dianalisis menggunakan SPSS 16.00 for windows. Uji hipotesis menggunakan uji Paired sample t-testkemudian untuk mengetahui letak perbedaan lebih lanjut digunakan uji anova one way dan post hoc bonferoni, dengan true confidences uji ini 95 %, dan p< 0,05 maka didapatkan perbedaan bermakna.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Penelitian telah dilakukan terhadap tikus putih jantan hiperglikemia dengan induksi aloksan 150 mg/kg BB tikus yang dilakukan pada bulan Agustus–Desember 2012.Ubi jalar ungu yang digunakan diperoleh dari daerah Bukittinggi. Pengambilan darah dilakukan dalam 3 periode yaitu, periode 1 kadar glukosa darah awal (sebelum diinduksi aloksan), periode 2 (setelah diinduksi aloksan), periode 3 (setelah pemberian ekstrak ubi jalar ungu). Data hasil penelitian berupa kadar glukosa darah, kadar immunoglobulin A (IgA), dan keadaan villi usus. Adapun hasil penelitian yang diperoleh dapat dilihat pada tabel berikut :
Tabel 1. Hasil uji Anova terhadap Perbedaan Rerata Kadar Glukosa Darah Tikus Putih jantan (Rattus Norvegitus) Sebelum dan Setelah Pemberian Ekstrak Ubi jalar ungu(Ipomoea batatas poiret) (mg/dl)
Kelompok Sebelum
(mean+SD) Setelah (mean+SD) Perbedaan (mean SD)
K + 240,25+37,92 213,75+5,13 26,5+32,79 P=0,00005 P 1 284+20,94 248,25+35,66 35,75+ -14.72
P 2 295,5+14,27 271,5+32,40 24+ -18,13
Keterangan : K+ = diinduksi aloksan+Diet Normal, P1 = diinduksi aloksan+diberi ekstrak ubi jalar ungu 2,7 ml/200 gram BB tikus/hari dan P2 = diinduksi aloksan+diberi ekstrak ubi jalar ungu 5,4 ml/200 gram BB tikus/hari
Dari tabel 1 dapat diketahui bahwa terdapat perbedaan rerata kadar glukosa darah pada tikus putih sebelum dan setelah pemberian ekstrak ubi jalar ungu, pada K+ (26,5+32,79), P1(35,75+-14.72) dan P2 (24+-18,13). Dari tiga perlakuan K+ , P1 dan P2 terjadi penurunan kadar glukosa darah, dan dari analisis statistik diketahui nilai p=0,00005 berarti signifikan. Dan untuk melihat perbedaan antara setiap kelompok perlakuan dilanjutkan dengan uji Post Hoc Test
multiple Comparisons, jenis Bon ferroni.
Berdasarkan hasil uji Post Hoc Test-Bon ferroni
, ternyata semua kelompok perlakuan K+, P1 dan P2 terhadap kadar gula darah terdapat perbedaan yang bermakna p=0,0005 (p < 0,05).
membentuk ikatan hidrogen inter dan intra molekul yang kuat, sehingga menjadikannya tidak dapat larut dalam air sehingga karbohidrat diserap secara perlahan dan tidak semuanya menjadi glukosa, dengan demikian serat pada ubi jalar ungu dapat mengendalikan gula darah.
Efek penurunan kadar glukosa darah pada kelompok perlakuan, karena berdasarkan literatur disebutkan bahwa memperbaiki kadar glukosa darah karena serat dan inulin yang terdapat pada ekstrak ubi jalar ungu berperan sebagai prebiotik dimana tidak dapat dimetabolisme oleh tubuh akan tetapi dapat difermentasi oleh usus besar, sehingga waktu
transit makanan lebih pendek dan membuat rasa kenyang yang dirasakan lebih lama dan juga serat dan inulin dapat mengikat karbohidrat, sehingga tubuh lambat menghasilkan glukosa darah atau bisa juga peran dari kandungan zat gizi lain yang ada pada ekstrak ubi jalar ungu tersebut.
Komponen asam lemak rantai pendek (short chain fatty acid/SCFA) dapat juga disintesis dari fermentasi komponen karbohidrat tanaman yang tidak dapat dicerna, salah satunya adalah serat dan inulin yang ada pada ekstrak ubi jalar ungu dan juga pengaruh zat aktif lainnya.
Tabel 2. Hasil uji Anova terhadap Perbedaan Rerata Kadar Immunoglobulin A (IgA) Tikus Putih jantan (Rattus Norvegitus) Sebelum dan Setelah Pemberian Ekstrak Ubi jalar ungu(Ipomoea batatas poiret
Kelompok Sebelum (mean SD)
Setelah (mean SD)
Perbedaan (mean SD)
K + 0,08+0,04 0,78+0,06 0,06+0,13 P=0,330 P 1 0,04+0,07 0,09+0,02 0,04+0,02
P 2 0,06+0,09 0,19+0,08 -0,08+0,10
Keterangan : K+ = diinduksi aloksan+Diet Normal, P1 = diinduksi aloksan+diberi ekstrak ubi jalar ungu 2,7 ml/200 gram BB tikus/hari dan P2 = diinduksi aloksan+diberi ekstrak ubi jalar ungu 5,4 ml/200 gram BB tikus/hari
Dari tabel 2 dapat diketahui bahwa tidak terdapat perbedaan rerata kadar immunoglobulin A (IgA) pada tikus putih sebelum dan setelah pemberian ekstrak ubi jalar ungu pada kelompok K+ (0,06+0,13), P1 (0,04+0,02) dan P2 (-0,08+0,10). Dari perlakuan pada kelompok K+, P1 dan P2 dosis yang digunakan tidak mempengaruhi terhadap kadar IgA, dan dari analisa statistik diketahui p=0,330 berarti p > 0,05. Hal ini mungkin saja ada pengaruhi dari makanan, minuman, aloksan, dan lingkungan yang diberikan pada tikus putih selama dipelihara pada masa perlakuan penelitian ini.
Keadaan kadar IgA dipengaruhi oleh kadar IgA sebelum perlakuan yang diatas
putih, makanan, minuman, aloksan yang digunakan dan lingkungan juga dapat mempengaruhi kadar IgA dari pada tikus putih, karna IgA merupakan imunitas humoral yang masuk melalui udara (hidung), mata, saluran pencernaan (makanan dan minuman) dan alat
reproduksi. Lingkungan asam dari hasil fermentasi serat akan menimbulkan sebuah zat adhesin yg berasal dari molekul permukaan sel bakterial, sehingga dpt meningkatkan spesifik IgA. Adhesin merupakan protein spesifik untuk merangsang NCR (Creatin Reaktif Protein) yang merupakan immunogen untuk meningkatkan produksi IgA.
Immunogen merupakan antigen-antigen yang masuk melalui pernapasan, saluran pencernaan, makanan, minuman, mata, dan alat refroduksi. Kumpulan dari antigen-antigen ini akan merangsang sel T, kemudian sel T akan menjadi sel Blas, sel Blas ini akan membelah diri akan menjadi sel T yang diaktifkan sehingga akan menghasilkan limfosit yang merupakan sensitisasi secara spesifik dengan antigen atau antibodi yang dihasilkan dengan jenis yang berbeda-beda untuk pertahanan terhadap penyakit.
yang terlibat dalam immunitas bawaan dan dapatan seperti pada sel-sel epitel, sel dendritics, monosit/makrofag, sel B, sel T dan sel-sel NK. Dendritik dan magrofag berperan sebagai APC (antigen presentang cell), antigen yang masuk akan diproses oleh sistem APC untuk dibawa ke nodus limfatikus, yang akan menginduksi differensiasi sel CD4 (T helper). Pada keadaan
tertentu, sel T helper akan berdifferensiasi menjadi Th2 yang akan menstimulasi sekresi sitokin IL-4 dan IL-13. Sitokin ini akan menstimulasi pembentukan sel B (imunitas humoral) yang selanjutnya akan menginduksi sekresi IgA.
Keadaan tinggi, kerapatan, luas antar vili usus dan sel goblet sebelum dan setelah pemberian ekstrak ubi jalar ungu.
Tabel 3. Hasil uji Anova terhadap Perbedaan Rerata Keadaan Vili Tikus Putih jantan (Rattus Norvegitus) Sebelum dan Setelah Pemberian Ekstrak Ubi jalar ungu (Ipomoea batatas poiret)
Variabel Klp Sebelum
Keterangan : K+ = diinduksi aloksan+Diet Normal, P1 = diinduksi aloksan+diberi ekstrak ubi jalar ungu 2,7 ml/200 gram BB tikus/hari dan P2 = diinduksi aloksan+diberi ekstrak ubi jalar ungu 5,4 ml/200 gram BB tikus/hari
Dari tabel 3 dapat diketahui bahwa tidak terdapat perbedaan rerata keadaan vili usus tikus putih sebelum dan setelah pemberian ekstrak ubi jalar ungu pada tinggi vili pada kelompok K+ (19,99+5), P1 (4,89+1.22) dan P2 (15,86+ -3.97) dengan nilai p=0,412, pada K+ dan P1 ekstrak ubi jalar terjadi penurunan, sedangan P2 terjadi peningkatan. Pada kerapatan vili usus pada kelompok K+ (32,75+ 8,19), P1(24,73+ -6,18) dan P2 (-42,82+ -10,7) terjadi peningkatan pada semua perlakuan, nilai p=0,020berarti terdapat perbedaan yang bermakna dimana p<0.05. Pada luas antar vili usus pada kelompok K+ (1,25+0,31), P1(2,25+0,57) dan P2(1,75+ -0,06) dengan nilai p=0,114, tidak terjadi peningkatan baik kontrol maupun perlakuan berarti dari keadaan vili usus tikus putih p > 0,05, berarti tidak terdapat perbedaan yang bermakna. Hal ini bisa saja karena dosis yang kurang tepat, pengaruh zat aktif yang
terkandung dalam ekstrak ubi jalar ungu seperti antosianin dan kandungan zat gizi lainnya.Batas rerata jumlah sel goblet dengan nilai p>0,05 yaitu p=0,310 yang berarti tidak terdapat perbedaan yang bermakna rerata jumlah sel goblet tikus putih sebelum dan setelah pemberian ekstrak ubi jalar ungu.
menguntungkan dan atau melakukan pelepasan senyawa bioaktif, sehingga terjadi penguatan terhadap barier usus yang langsung memodilasi fungsi sel epitel termasuk sitokin dan pelepasan kemokin, sehingga penyerapan zat gizi akan lebih baik (Heriyeni,2007)
Fungsi lain dari metabolisme mikroflora usus halus adalah membantu mempertahankan homeostatis mukosa usus dan melawan mikroorganisme patogen dari luar serta mengontrol kelebihan pertumbuhan bakteri patogen endogen yang potensial. Bagian proksimal (usus kanan) usus besar memiliki aktivitas enzim sakarolitik yang lebih tinggi dari distal (usus kiri) yang lebih proteolitik produk metabolik akhir fermentasi usus besar adalah hidrogen karbondiaoksida, asam lemak rantai pendek, laktat, suksinat, amonia, amina, fenol dan indol.Serta yang tak kalah penting adalah biomassa yang dihasilkan dari pertumbuhan bakteri.Daya lekat bakteri terhadap permukaan epitel pada sistem saluran pencernaan diperlukan bagi mikroflora. Pada proses ini terlihat sebuah zat yang disebut adhesin yang berasal dari molekul dari permukaan sel bakterial. Zat ini merupakan protein spesifik/glikokonjugat pada permukaan dari sel eurokariot. Di usus halus, bakteri yang tidak dapat melekat pada permukaan epitel akan dihanyutkan dengan cepat oleh sekresi usus, serta oleh perpindahan gerakan aktif peristaltik dan pergantian lapisan lendir. Asam dari bakteri dapat menaikkan produksi spesifik IgA patogen,hasil ini serupa dengan efek immunoadjurat (pemicu antibodi) (Sudarmo et al.,2006).
Inulin larut dalam air, sehingga tidak dapat dicerna oleh enzim-enzim pencernaan, tetapi difermentasi mikroflora kolon atau usus besar. Didalam usus tersebut sebagian besar inulin akan difermentasi menjadi asam-asam lemak rantai pendek dan beberapa mikroflora spesifik yang menghasilkan asam laktat. Sehingga pH kolon menurun dan pertumbuhan bakteri patogen seperti E.coli dan Clostridia
terhambat. Serat dan inulin dapat meningkatkan pertumbuhan bakteri probiotik seperti
Bifidobacterium adolesentis, Bifidobacterium infantis, Bifidobacterium breve, Bifidobacterium longum. Lactobacillus plantarum, Lactobacillus rhamnosus, Lactobacillus reuteri, dan
Lactobacillus delbruechii.Mekanisme itulah
yang mendukung serat dan inulin sebagai prebiotik dan berimplikasi pada peningkatan kekebalan tubuh. Asam laktat yang dihasilkan akan merangsang gerakan peristaltik usus, sehingga dapat mencegah konstipasi serta meningkatkan penyerapan.
Keadaan villi usus halus sangat besar pengaruhnya terhadap proses absorbsi makanan didalam usus halus. Dengan semakin luasnya permukaan usus halus, maka zat makanan yang akan diserap lebih banyak.
Sel goblet merupakan sel mangkok yang berhubungan dengan pembentukan mukosa dan submukosa, letak villi pada ileum terletak pada mukosa dan submukosa menembus muscularis mukosa. Sel mangkok lebih banyak pada folikel getah bening yang mengelompok membentuk daun Payer atau Payer Patches. Pada ileum terjadi penyerapan asam-asam empedu, vitamin B12, elektrolit, dan air (Murray et al., 1999).
Dengan diperbaikinya keadaan vili usus akan memperbaiki dan meningkatkan penyarapan zat gizi (Heriyeni, 2007). Dari penjelasan diatas diharapkan juga dengan menurunnya kadar glukosa darah sebagai efek penurunan laju absorbsi glukosa di lumen intestinum oleh serat,inulin, dan peran antosianin, vitamin C,dan zat lain yang terkandung dalam ubi jalar ungu yang dapat memperbaiki sistim imunitas (IgA dan vili usus).
KESIMPULAN
Dari hasil penelitian yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa:
1. Adanya perbedaan rerata kadar glukosa darah sebelum dan setelah perlakuan. 2. Tidak ada perbedaan rerata kadar
immunoglobulin A (IgA) dan rerata keadaan villi usus sebelum dan setelah pemberian ekstrak ubi jalar ungu.
DAFTAR PUSTAKA
Bustan, 2007. Epidemiologi tidak menular, Rienika Cipta FKUI, Jakarta.
Heriyeni., 2007, Kajian Peranan Dadih Susu Kerbau, Campuran Dadih dan Virgin CO Terhadap Performance Mencit, dalam Fauzi Arasj.
Murrey RK, Daryl KG, Peter AM, Viktor WR., 1997, Biokimia Harper, ed 24. EKG, Jakarta.
Waspadji, dkk.2004. Pedoman diet diabetes mellitus, FKUI, Jakarta.
