i
PENGARUH DOSIS DAN LAMA PEMBERIAN EKSTRAK ETANOL PEGAGAN
(Centella asiatica) TERHADAP DERAJAT INSULITIS PADA PANKREAS TIKUS MODEL DIABETES MELITUS TIPE 2
TESIS
Disusun untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai derajat Magister
Program Studi Ilmu Gizi
Minat Utama Clinical Nutrition
Oleh
Fitria Dhenok Palupi
S531508025
PROGRAM PASCASARJANA
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
iv
KATA PENGANTAR
Alhamdulillah, puji dan syukur kepada Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan tesis yang berjudul
“PENGARUH DOSIS DAN LAMA PEMBERIAN EKSTRAK ETANOL
PEGAGAN (Centella asiatica) TERHADAP DERAJAT INSULITIS PADA PANKREAS TIKUS MODEL DIABETES MELITUS TIPE 2”.
Pada kesempatan ini, izinkanlah penulis mengucapkan terimakasih yang setulus-tulusnya pada pihak-pihak yang telah mendukung penulis selama proses penyusunan proposal tesis ini, diantaranya ialah :
1. Prof Dr. H. Ravik Karsidi, M.S., selaku Rektor Universitas Sebelas Maret Surakarta yang telah memberikan kesempatan kepada penulis untuk mengikuti pendidikan sebagai mahasiswa Pascasarjana Universitas Sebelas Maret Surakarta.
2. Direktur Program Pascasarjana Universitas Sebelas Maret Surakarta yang telah memberikan kesempatan kepada penulis untuk mengikuti pendidikan sebagai mahasiswa Pascasarjana Universitas Sebelas Maret Surakarta.
3. Dr. Diffah Hanim, Dra., M.Si., selaku Kepala Program Studi Ilmu Gizi Pascasarjana Universitas Sebelas Maret Surakarta yang telah memberikan kesempatan penulis untuk menempuh pendidikan mencapai derajat Magister Ilmu Gizi Minat Clinical Nutrition.
4. Brian Wasita, dr., Sp. PA., Ph.D, selaku dosen pembimbing I yang sangat membantu penulis dalam proses pembuatan tesis.
5. Dr. Adi Magna Patriadi Nuhriawangsa, S.Pt., M.P., selaku dosen pembimbing II yang sangat membantu penulis dalam proses pembuatan tesis.
6. Dr. dr. Sugiarto, Sp.PD, KEMD., FINASIM., selaku penguji yang sangat membantu dalam proses perbaikan dan penyempurnaan tesis.
7. Segenap Dosen Program Studi Ilmu Gizi Pascasarjana Universitas Sebelas Maret Surakarta yang telah membekali penulis dengan ilmu pengetahuan yang sangat berarti.
v
9. Petugas laboratorium Patologi Anatomi selaku laboratorium yang telah membantu pembuatan preparat dan analisa sampel penelitian.
10. Petugas laboratorium Lembaga Penelitian dan Pengujian Terpadu (LPPT) unit 1 Universitas Gajah Mada Yogyakarta yang telah membantu proses ekstraksi dan analisis ekstrak pegagan.
11. Kedua orang tua (Talkah Harianto & Endang Susilowati), seluruh keluarga, dan teman-teman yang telah memberikan doa, kasih sayang, semangat dan dukungan yang tulus kepada penulis.
12. Agus Heri Santoso, STP., M.Si dan Striata group yang telah memberikan bimbingan, dukungan, motivasi dan doa kepada penulis.
Terakhir kepada semua pihak yang tidak bisa disebutkan satu persatu oleh peneliti yang telah membantu selama proses belajar di Program Studi Ilmu Gizi Program Pascasarjana Universitas Sebelas Maret Surakarta dan selama proses penyelesaian tesis ini, penulis menyampaikan terimakasih yang sebesar-besarnya. Semoga Allah SWT senantiasa melimpahkan rahmat dan karunia-Nya.
Dengan segala kerendahan hati, hasil tulisan ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu kritik dan saran selalu terbuka bagi siapa saja. Semoga hasil tulisan ini dapat bermanfaat bagi masyarakat secara luas.
Akhir kata, semoga Allah SWT selalu mengiringi dan melindungi setiap langkah kita. Amin.
Surakarta, 3 Agustus 2018
vi DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ... i
HALAMAN PENGESAHAN ... ii
PERNYATAAN KEASLIAN TESIS ... iii
KATA PENGANTAR ... iv
DAFTAR ISI ... vi
DAFTAR TABEL ... viii
DAFTAR GAMBAR ... x
DAFTAR LAMPIRAN ... xi
DAFTAR SINGKATAN ... xii
ABSTRAK ... xv
BAB I PENDAHULUAN ... 1
A. Latar Belakang ... 1
B. Rumusan Masalah ... 4
C. Tujuan ... 4
D. Manfaat ... 5
BAB II LANDASAN TEORI ... 6
A. Tinjauan Pustaka ... 6
1. Diabetes Melitus ... 6
2. Inflamasi pada Diabetes Melitus ... 6
3. Pegagan (Centella asiatica) ... 12
4. Ekstrak Pegagan ... 15
5. Ekstrak Pegagan dan Diabetes Melitus ... 19
6. Dosis dan Lama Pemberian Pegagan dengan Inflamasi pada Diabetes Melitus ... 20
7. Hewan Coba ... 23
8. Streptozotocin dan Nicotinamide Induksi Diabetes Melitus Tipe 2 ... 24
9. Penelitian Relevan ... 26
vii
C. Hipotesis ... 32
BAB III METODE PENELITIAN ... 33
A. Tempat Penelitian ... 33
B. Waktu Penelitian ... 33
C. Tatalaksana Penelitian ... 33
1. Jenis dan Rancangan Penelitian ... 33
2. Populasi dan Sampel Penelitian ... 35
3. Variabel Penelitian ... 36
4. Bahan dan Alat Penelitian ... 36
5. Definisi Operasional ... 36
6. Jenis dan Cara Pengumpulan Data ... 39
7. Etika Penelitian ... 47
8. Pengolahan dan Analisa Data ... 48
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ... 49
A. Hasil Penelitian ... 49
1. Hasil Uji Pendahuluan ... 49
2. Data Awal Penelitian ... 52
3. Kadar Gula Darah ... 53
4. Derajat Insulitis ... 58
B. Pembahasan... 62
C. Keterbatasan Penelitian ... 67
BAB V SIMPULAN DAN SARAN ... 68
A. Simpulan ... 68
B. Saran ... 69
DAFTAR PUSTAKA ... 70
viii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Komponen Zat Aktif dalam Pegagan ... 14
Tabel 2.2. Kandungan Zat Gizi Pegagan dalam 100 Gram ... 14
Tabel 2.3. Kandungan Senyawa Terpenoid ... 15
Tabel 2.4. Kandungan Zat Aktif Pegagan (Madecassoside dan Asiaticoside) Berdasarkan Asal, Bagian Tumbuhan yang Diekstraksi, Metode Ekstraksi, dan Jenis Pelarut... 18
Tabel 3.1. Komposisi Pakan AD 2 ... 43
Tabel 3.2. Kebutuhan Nutrisi Hewan Coba Penelitian ... 44
Tabel 3.3. Kelompok Perlakuan Tikus... 44
Tabel 3.4. Komposisi Volume pada Sampel/ Standar/ Blangko menggunakan Glucose GOD FS kit. ... 46
Tabel 4.1. Rerata Berat Badan dan Kadar Gula Darah Sebelum Penelitian Pendahuluan ... 49
Tabel 4.2. Hasil Analisis Kadar Gula Darah dengan Analisis One Way Anova dan Two Way Anova... 50
Tabel 4.3. Pengaruh Dosis terhadap Lama Pemberian Ekstrak Etanol Pegagan pada Rerata Kadar Gula Darah (mg/dl) Tikus Penelitian Pendahuluan ... 51
Tabel 4.4. Rerata Berat Badan dan Kadar Gula Darah Sebelum Penelitian ... 54
Tabel 4.5. Pengaruh Dosis terhadap Lama Pemberian Ekstrak Etanol Pegagan pada Rerata Kadar Gula Darah (mg/dl) Tikus Model Diabetes Melitus Tipe 2 ... 55
Tabel 4.6. Pengaruh Dosis dan Lama Pemberian Ekstrak Etanol Pegagan terhadap Rerata Kadar Gula Darah (mg/dl) Tikus Model Diabetes Melitus Tipe 2 ... 56
Tabel 4.7. Pengaruh Dosis Pemberian Ekstrak Etanol Pegagan terhadap Derajat Insulitis Tikus Model Diabetes Melitus Tipe 2 pada Lama pemberian 28 Hari dan 35 Hari ... 58
ix
Tabel 4.9. Hasil Analisis Derajat Insulitis dengan Uji Lanjut Mean Whitney
x
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Jalur Inflamasi Menghubungkan Peradangan dan Resistensi Insulin ... 10
Gambar 2.2. Jalur Inflammasome Berperan dalam Inflamasi ... 11
Gambar 2.3. Penampakan Tumbuhan Centella asiatica ... 12
Gambar 2.4. Tikus Putih (Rattus novergicus) Galur Wistar ... 24
Gambar 2.5. Kerangka Konsep Pengaruh Pemberian Ekstrak Etanol Pegagan (Centella asiatica) terhadap Derajat Insulitis pada Pankreas Tikus Model DM Tipe 2 ... 31
Gambar 3.1. Rancangan Penelitian Pengaruh Dosis dan Lama Pemberian Ekstrak Etanol Pegagan (Centella asiatica) terhadap Derajat Insulitis pada Pankreas Tikus Model DM Tipe 2 ... 34
Gambar 3.2. Bagan Kerangka Alur Penelitian Pengaruh Dosis dan Lama Pemberian Ekstrak Etanol Pegagan (Centella asiatica) terhadap Derajat Insulitis pada Pankreas Tikus Model DM Tipe 2 ... 41
Gambar 4.1. Pengaruh Dosis dan Lama Pemberian Ekstrak Etanol Pegagan (Centella asiatica) terhadap Rerata Kadar Gula Darah Tikus Penelitian Pendahuluan ... 52
Gambar 4.2. Pengaruh Dosis dan Lama Pemberian Ekstrak Etanol Pegagan Terhadap Rerata Kadar Gula Darah Tikus Model Diabetes Melitus Tipe 2 ... 57
Gambar 4.3. Gambaran Histopatologi Pankreas Tikus Tiap Kelompok pada Lama Pemberian 28 hari ... 60
xi
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Ethical Clereance... 83
Lampiran 2. Hasil Analisis Asiaticoside dan Aktivitas Antioksidan ... 84
Lampiran 3. Hasil Analisis Statistik Berat Badan dan Kadar Gula Darah Penelitian Pendahuluan ... 89
Lampiran 4. Uji Normalitas dan Homogenitas Berat Badan dan Kadar Gula Darah Pasca Adaptasi ... 93
Lampiran 5. Hasil Analisis Statistik Kadar Gula Darah Penelitian Inti ... 94
Lampiran 6. Hasil Analisis Statistik Derajat Insulitis ... 98
Lampiran 7. Karakteristik Hewan Coba selama Penelitian (Data Pendukung Penelitian) ... 104
Lampiran 8. Perhitungan Konversi Dosis Ekstrak Etanol Pegagan ke Manusia ... 105
Lampiran 9. Dokumentasi Penelitian ... 106
xii
DAFTAR SINGKATAN
ASC : Apoptosis Associated Speck-like ATP : Adenosin Trifosfat
BNF : Buffer Neutral Formalin BSA : Body Surface Area
CCL2 : kemokin (motif C-C) ligan 2 cGMP : cyclic Guanosine Monophosphate COX : Cyclooxygenase
CRP : C Reactif Protein
CXCL1 : Kemokin (motif C-X-C) ligan 1 DAB : 1,3-diaminobenzidin
DM : Diabetes Melitus
DNA : Deoxyribonucleic Acid DPP-4 : Dipeptidyl Peptidase-4
DW : Destilted Water
EEP : Ekstrak Etanol Pegagan
eNOS : Endothelial Nitric Oxide Synthase
FFA : Free Faty Acid
G6PDH : glukosa-6-fosfat dehidrogenase GLP-1 : Glucagon Like Peptide-1 GLUT : Glukosa Transporter GPx : Glutathione Peroxidase
HE : Hematoxylin-Eosin
HED : Human Equivalent Dosis HO-1 : Heme Oxygenase-1
HPLC : High Performance Liquid Chromatography HRBC : Human Red Blood Cell
IAPP : Islet Amyloid Polypeptide
ICAM-1 : Intercellular Adhesion Molecule 1 IHC : Imunohistokimia
xiii IL : Interleukin
iNOS : Inducible Nitric Oxide Synthase IR : Insulin Reseptor
IRS : Insulin Reseptor Substrat JNK : Jun N-terminal Kinase KLT : Kromatografi Lapis Tipis
LPPT : Lembaga Penelitian dan Pengujian Terpadu MAPK : Mitogen-Activated Protein Kinase
MDA : Malondialdehyde MPO : Myeloperoxidase
NA : Nicotinamide
NAD : Nikotinamida adenin dinukleotida NALPs : NLRPs Alkalin Fosfatase Neutrophilic NF-kB : Nuclear Factor Kappa B
NLRP3 : nucleotide-binding domain, leucine-rich-containing family, pyrin domain-containing-3
NO : Nitric Oxide
PBS : Phosphat Buffer Saline PGE2 : Prostaglandin E2
PI3K : Phosphatidylinositide 3-Kinase
PK : Piruvat Kinase
PSPG : Pusat Studi Pangan dan Gizi RE : Retikulum Endoplasma
RO : Reserve Osmosis
ROS : Reactif Oxygen Spesies SOD : Superoxide Dismutase
SPSS : Statistic Program for Social Studies STZ : Streptozotocin
TNF-α : Tumor Necrosis Factor Alfa
xiv
xv
Fitria Dhenok Palupi. 2018. Pengaruh Dosis dan Lama Pemberian Ekstrak Etanol Pegagan (Centella asiatica) terhadap Derajat Insulitis pada Pankreas Tikus Model Diabetes Melitus Tipe 2. TESIS. Pembimbing I : Brian Wasita, dr., Sp. PA., Ph.D., II : Dr. Adi Magna Patriadi Nuhriawangsa, S.Pt., M.P. Program Studi Ilmu Gizi, Program Pascasarjana Universitas Sebelas Maret Surakarta.
ABSTRAK
Latar Belakang : Diabetes melitus merupakan masalah utama kesehatan masyarakat dengan prevalensi yang meningkat tiap tahun. Hiperglikemia pada pasien DM tipe 2 menyebabkan proses inflamasi yang dapat menyebabkan fibrosis dan apoptosis sel β pankreas. Ekstrak etanol pegagan (Centella asiatica) mengandung senyawa bioaktif yang memiliki aktivitas antiinflamasi dan antihiperglikemia. Tujuan penelitian ini adalah untuk menganalisis pengaruh dosis dan lama pemberian ekstrak etanol pegagan (Centella asiatica) terhadap derajat insulitis pada pankreas tikus model diabetes melitus tipe 2. Metode : Eksperimental laboratorik post test with control group menggunakan 48 sampel tikus wistar jantan (rattus novergicus) berumur 8 minggu, berat 150 – 250 gram. Induksi DM tipe 2 menggunakan streptozotocin dosis 65 mg/ kg berat badan secara intraperitoneal yang diberikan 15 menit setelah pemberian nicotinamide dosis 230 mg/ kg berat badan. Penelitian ini terdiri atas enam perlakuan yaitu kontrol normal (K), kontrol diabetes melitus tipe 2 (K+), ekstrak etanol pegagan dosis 300 mg/ kg BB (P1), ekstrak etanol pegagan dosis 600 mg/ kg BB (P2), ekstrak etanol pegagan dosis 1.200 mg/ kg BB (P3), dan obat metformin 45 mg/ kg BB (P4). Perlakuan berlangsung selama 28 hari dan 35 hari. Analisis statistik menggunakan uji Kruskal-Wallis dan dilanjutkan dengan uji Mann Whitney dengan dengan derajat kemaknaan α = 0,05.
Hasil : Tidak ada pengaruh pemberian ekstrak etanol pegagan dosis 300 mg/ kg BB/ hari, 600 mg/ kg BB/ hari, dan 1.200 mg/ kg BB/ hari terhadap derajat insulitis pada pankreas tikus model DM tipe 2 pada hari ke-28 (p = 0,368). Ada pengaruh pemberian ekstrak etanol pegagan dosis 300 mg/ kg BB/ hari, 600 mg/ kg BB/ hari, dan 1.200 mg/ kg BB/ hari terhadap derajat insulitis pada pankreas tikus model DM tipe 2 pada hari ke-35 (p = 0,008). Uji lanjut menunjukkan pemberian ekstrak etanol pegagan dosis 300 mg/ kg BB/ hari tidak signifikan menurunkan derajat insulitis pada pankreas tikus model DM tipe 2 (p = 0,215), namun signifikan pada dosis 600 mg/ kg BB/ hari (p = 0,026) dan dosis 1.200 mg/ kg BB/ hari (0,014) dengan lama waktu 35 hari.
Kesimpulan : Pemberian ekstrak etanol pegagan dosis 600 mg/ kg BB/ hari dan 1.200 mg/ kg BB/ hari signifikan menurunkan derajat insulitis pada pankreas tikus model DM tipe 2 pada hari ke-35, namun tidak signifikan pada dosis 300 mg/ kg BB/ hari. Pemberian ekstrak etanol pegagan pada hari ke-28 tidak signifikan menurunkan derajat insulitis pada semua variasi dosis.
xvi
Fitria Dhenok Palupi. 2018. The Effect of Dosage and Administration of the Ethanol Extract of Centella asiatica on the Insulitis Degree in Rat’s Pancreas with Diabetes Mellitus Type 2. THESIS. First Supervisor: Brian Wasita, dr., Sp. PA., Ph.D., Second Supervisor: Dr. Adi Magna Patriadi Nuhriawangsa, S.Pt., M.P., Postgraduate Program of Nutrition Science, Sebelas Maret University Surakarta.
ABSTRACT
Background: Diabetes Mellitus (DM) is a major public health problem with an increasing prevalence each year. Hyperglycemia in patients with DM type 2 leads to an inflammatory process that can lead to fibrosis and apoptosis of pancreatic β cells. The Ethanol extract of Centella asiatica contains bioactive compounds which have anti-inflammatory activity and anti-hyperglycemia. The purpose of this study was to analyze the effect of dosage and administration of the ethanol extract of Centella asiatica on the insulitis degree in the rat’s pancreas with DM type 2.
Method: Laboratory experimental post-test with control group using 48 samples of 8 week male Wistar rats (rattus novergicus) weighing 150 - 250 gram. The induction of DM type 2 used used streptozotocin dose 65 mg/ kg body weight (BW) intraperitoneally given 15 minutes after the administration of nicotinamide dose 230 mg/kg body weight. This research consisted of six treatments: a normal control (K-), the control of DM type 2 (K+), the ethanol extract of Centella asiatica dose 300 mg/ kg BW (P1), the ethanol extract of Centella asiatica dose 600 mg/ kg BW (P2), the ethanol extract of Centella asiatica dose 1.200 mg/ kg BW (P3), and metformin drug 45 mg/ kg BW (P4). The treatment lasted 28 and 35 days. The results were statistically analyzed with Kruskal-Wallis test followed by Mann Whitney test with the significance level α = 0,05.
Result: There was no effect of the administration of the ethanol extract of Centela asiatica dose 300 mg/ kg BW/ day, 600 mg/ kg BW/ day, and 1.200 mg/ kg BW/ day to the insulitis degree in the rat’s pancreas with DM type 2 in 28 days (p = 0.368), but there was an effect in 35 days (p = 0.008). Further test showed that the administration of the ethanol extract of Centella asiatica dose 300 mg/ kg BW/ day did not significantly to decrease the insulitis degree in the rat’s pancreas with DM type 2, but it had a significant decrease at dose 600 mg/kg BW/day and dose 1.200 mg/kg BW/day in 35 days.
Conclusion: The administration of ethanol extract of Centella asiatica dose 600 mg/ kg BW/ day and 1.200 mg/ kg BW/ day at 35 days significantly decreased the insulitis degree in the rat’s pancreas with DM type 2, but not significant at dose 300 mg/ kg BW/ day. Meanwhile, the administration of the ethanol extract of Centella asiatica at 28 days did not decrease the insulitis degree in all dose variations.
