EKSTRAK ETANOL RIMPANG Zingiber officinale Roscoe DENGAN Zn SEBAGAI
HIPOGLIKEMIA, HIPOLIPIDEMIA, DAN ANTIATEROSKLEROSIS PADA MENCIT
DIABETIK DIET TINGGI KOLESTEROL
I. Pendahuluan
Kondisi hiperlipidemia sering dijumpai pada penderita diabetes mellitus (DM). Kondisi hiperlipidemia pada DM mengakibatkan tejadinya aterosklerosis, yaitu terbentuknya plak di dinding aorta dan koronaria yang mempersempit lumen serta mengurangi elastisitas pembuluh darah. Menyempitnya lumen pembuluh darah mengakibatkan terhambatnya aliran darah dan sebagai penyebab PJK.
Berbagai penelitian menunjukkan bahwa hiperglikemia, hiperkolesterolemia, dan oksidasi LDL merupakan penyebab utama aterosklerosis dan PJK. Dengan demikian, untuk mengurangi angka kematian karena PJK dapat dilakukan dengan menurunkan kadar gula, kolesterol, dan mencegah oksidasi LDL. Pada penderita DM tipe I atau DM tipe II yang hanya diturunkan kadar gula darahnya ternyata hanya menurunkan komplikasi mikrovaskulernya dan tidak menurunkan komplikasi makrovaskulernya, termasuk aterosklerosis2. Selama ini, untuk terapi hiperglikemia dan hiperlipidemia digunakan kombinasi obat DM dan obat penurun kolesterol, hal ini belum tentu dapat mencegah aterosklerosis, karena baik DM maupun hiperkolesterolemia akan meningkatkan stress oksidatif yang dapat memacu terbentuknya LDL teroksidasi (LDL-oks). Oleh karena itu, terapi pada DM yang hiperlipidemia perlu penambahan antioksidan.
LDL-oks tidak dikenali oleh reseptornya tetapi sangat dikenali dan disukai oleh reseptor di makrofag. Berbeda dengan reseptor LDL, reseptor di makrofag (reseptor pembersih) tidak mengalami down regulation, sehingga makrofag dapat secara terus-menerus menumpuk ester kolesterol (dari LDL) dan akhirnya membentuk sel busa (foam cell). LDL-oks memiliki efek biologi yang merugikan di antaranya pro-inflamasi, menghambat sintesa oksida nitrit di endotel (eNOS), vasokonstriksi dan adesi, menstimulasi sitokin seperti interleukin-1 (IL-1), dan
Hadi Sunaryo, M.Si., Apt Dwitiyanti, M.Farm., Apt
Siska, M.Farm., Apt Rizky Arcinthya R, M.Si
meningkatkan agregasi platelet. Karena sifat antigeniknya, LDL-oks menimbulkan antibodi. Pembentukan antibodi ini dimungkinkan banyak limfosit menerobos masuk ke ruang intima karena ada peningkatan intraselular cell adhesion molecule (ICAM) dan platelet-activating factor (PAF) yang sekresinya dipacu oleh LDL teroksidasi. Antibodi tersebut akhirnya mengikat LDL-oks membentuk komplek imun (ox-LDL immune complex, ox-LDL-IC). Komplek imun selanjutnya akan difagositosis oleh makrofag, karena makrofag mempunyai reseptor untuk itu, sehingga juga memicu terbentuknya sel busa16.
Obat antihiperkolesterolemia golongan statin yang diklaim berfungsi sebagai antioksidan dapat menyesatkan, karena hasil penelitian yang berbeda-beda. Atorvastatin, fluvastatin, pravastin, dan simvastatin selain dapat menurunkan kolesterol juga berfungsi sebagai antioksidan17. Diantara pravastatin, simvastatin, rosuvastatin, dan atorvastatin hanya atorvastatin yang dapat menghambat terbentuknya peroksidasi lipid ( antioksidan)16. Atorvastatin pada tikus dosis 20-80 mg/Kg bersifat prooksidan, yaitu menurunkan aktivitas superoxide dismutase (SOD), katalase, dan meningkatkan malonildialdehid (MDA)18. Bahkan pravastatin dapat menurunkan kadar HDL sehingga berpotensi menaikkan kejadian PJK19.
Berbagai penelitian membuktikan bahwa E ZO dan Zn berpotensi sebagai penurun kolesterol, menurunkan gula darah, dan antioksidan. E ZO 0,5 – 2 mg/ml dapat melindungi lebih dari 92 % homogenat otak, homogenat hepar, dan mitokondria hepar dari stress oksidatif (SO) karena radikal hidoksil ( OH*-)7. Ekstrak diklormetan ZO, 430 ug/ml dapat menghambat fase lag peroksidasi lipid (LOOH) atau penghambatan pembentukan konjugat diena dan pembentukan malonildialdehid (MDA) yang lebih baik dibandingkan dengan vitamin E. Suplementasi ekstrak ZO pada isolat LDL yang diinkubasi bersama makrofag dapat menghambat akumulasi kolesterol ester pada makrofag8. Terhambatnya akumulasi kolesterol ester kemungkinan karena oksidasi LDL tidak terjadi, sehingga tidak mudah difagositosis oleh makrofag. Pemberian dekoh ZO 0,2 ml/Kg BB pada tikus albino diet tinggi kolesterol dapat menurunkan kadar kolesterol sebanyak 8,6 mg/dl dan juga menurunkan gula darah secara bermakna20. Penelitian lain, E ZO dapat menurunkan kadar kolesterol, gula darah, peroksidasi lipid, dan menghambat perkembangan aterosklerosis setelah diberikan selama 6 minggu pada tikus yang diinduksi dengan aloksan6.
E ZO dosis 250 µg/hari pada mencit apolipoprotein E-defisiensi dapat mengurangi luas lesi 44 %, menurunkan trigliserida 27 %, dan kolesterol 29 %. Selain itu juga dapat menurunkan LDL teroksidasi (LDL-associate lipid peroxides) dan menghambat agregrasi LDL sebanyak 62 % dan 33 % 5. E ZO dosis 100-400 mg/kg BB yang diberikan pada tikus diet tinggi lemak selama 6 minggu dapat menurunkan kadar glukosa, total kolesterol, kolesterol LDL, tigliserida, dan asam lemak bebas secara signifikan10. Pada penelitian lain, dosis 200 mg/kg BB yang diberikan selama 20 hari
secara signifikan dapat menurunkan glukosa, total kolesterol, kolesterol LDL, dan menaikkan HDL pada tikus diabetik yang diinduksi streptozotosin11. E ZO menurunkan kolesterol total sebesar 17 % dan bersifat radioprotektif dengan melindungi antioksidan enzimatik, mengurangi lipid peroksidasi pada tikus stress oksidatif karena radiasi neutron9, dan meningkatkan nilai CD411. Dari berbagai penelitian, inflamasi dan berkurangnya nilai CD4 juga berperan dalam terbentuknya plak ateroma. Pada tikus knock-out (LDL-R-/-) defisiensi Zn terjadi kenaikan kadar kolesterol, trigliserida, dan glutation reduktase (GSSH). Selain itu, juga terjadi kenaikan marker inflamasi seperti nuclear factor-kB dan vascular cell adhesion molecule-1 (NF-kB, VCAM-1) secara signifikan dibandingkan kontrol dan suplementasi Zn12. Zn (bentuk Zn-karbonat) yang ditambahkan pada diet (1 g/Kg BB) selama 8 minggu dapat menurunkan aterogenesis pada kelinci diet tinggi kolesterol13. Uji klinik suplementasi Zn sebagai antioksidan selama 7 tahun tidak menyebabkan metabolic syndroms (Mets)14
Dalam menurunkan kolesterol, ekstrak ZO meningkatkan aktivitas NADPH, C P-450, kolesterol-7-hidroksilase hepatik, suatu rate limiting enzyme pada biosintesis asam empedu. Peningkatan aktivitas NADPH, C P-450, kolesterol-7-hidroksilase hepatik dapat meningkatkan radikal bebas dalam tubuh15. Sehingga peran E ZO dalam mencegah aterosklerosis kemungkinan efektivitasnya masih dapat ditingkatkan, hal ini merupakan alasan kenapa penambahan Zn perlu diteliti guna mencegah aterosklerosis pada DM hiperlipidemia. Kombinasi antara ekstrak ZO dan Zn kemungkinan bersifat sinergis karena keduanya sama-sama bersifat antioksidan, penurun kolesterol, dan meningkatkan CD4/CD8 dengan mekanisme yang berbeda serta sifat E ZO yang juga menurunkan gula darah.
Sejak tahun 2002 jarang ditemukan obat baru dari senyawa tunggal (single entity) di pasar baik dari senyawa sintetik maupun hasil isolasi. Sebanyak 500.000 senyawa murni atau yang dimurnikan yang ditemukan ternyata tidak menjadi obat baru. Hal ini menunjukkan paradigma reductionism, menyederhanakan sistem biologi baik target maupun obat yang digunakan tidak selalu tepat. Reductionism jelas mengabaikan aspek bioaktif, sinergisme, komplementer antar komponen dalam tumbuhan16. Sehingga peluang senyawa-senyawa dalam tanaman dalam bentuk ekstrak sebagai bahan terapi masih terbuka lebar. Kendala dalam penggunaan ekstrak sebagai bahan terapi antara lain adalah dosisnya yang relatif besar sehingga mahal dan tidak praktis.
Karena alasan di atas, perlu dilakukan penelitian untuk membuktikan apakah kombinasi dari dua zat yang bersifat antioksidan dan antihipokolesterolemia dapat mencegah timbulnya aterosklerosis secara sinergis dan lebih aman pada mencit DM diet tinggi kolesterol. Selain itu, diharapkan kombinsi dengan Zn akan memperkecil dosis E ZO sehingga aplikatif dalam klinis.
II. Metode Penelitian
Penelitian ini menggunakan 48 ekor mencit yang dibagi menjadi 8 kelompok. Tiap kelompok terdiri dari 6 ekor Pada penelitian ini menggunakan 3 kelompok kontrol yaitu kelompok kontrol normal, kontrol negatif, dan kontrol positif, Variasi dosis uji dibagi menjadi lima kelompok variasi dosis yang berbeda yaitu dosis 1; 37,5 mg/kg BB, zink; 20 mg/kgBB , dosis 1 (37,5 mg/kg BB) + Zn (20 mg/kgBB), dosis 2; (75 mg/kgBB) + Zn (20 mg/kgBB), dosis 3 ( 150 mg/kgBB) + Zn (20 mg/kgBB )masing-masing kelompok diberikan ekstrak jahe gajah selama 14 hari.kemudian dilakukan pengukuran kadar glukosa darah, LDL, HDL, Trigliserida, Kolesterol total, SOD, MDA dan katalase.
III. Hasil dan Pembahasan
Diagram Hasil Kadar Glukosa Darah
Hasil kadar glukosa darah dari diagram diatas dapat diperoleh hasil bahwa dosis 2+zink memiliki efek menyerupai control positif yang diberi pembanding. Hal ini dapat dilihat dari adanya kombinasi ekstrak dengan zink mampu menurunkan kadar glukosa darah sebanding dengan obat metformin.
Diagram Hasil kadar kolesterol Total
1,96 5,16 45,34 21,49 14,99 29,67 39,87 21,76 0 10 20 30 40 50
normal negatif positif dosis 1 zinc dosis 1 + zinc dosis 2 + zinc dosis 3 + zinc
P
ers
en
P
enuruna
n
Kelompok Perlakuan 1,74 3,77 66,93 54,44 29,17 64,68 65,88 53,45 0 20 40 60 80normal negatif positif dosis 1 zinc dosis 1 + zinc dosis 2 + zinc dosis 3 + zinc p e rsen tase p e n u ru n an kelompok perlakuan
3,18 7,55 71,44 32,6 16,28 41,08 40,18 48,25 0 20 40 60 80 P er sent a se k ena ik a n Kelompok perlakuan
Hasil kadar glukosa darah dari diagram diatas dapat diperoleh hasil bahwa dosis 2+zink memiliki efek menyerupai control positif yang diberi pembanding atorvastatin. Hal ini dapat dibuktikan bahwa kombinasi zink dengan ekstrak mampu menurunkan kadar kolesterol sebanding dengan atorvastatin.
Diagram Hasil kadar LDL
Diagram hasil kadar LDL di atas, diperoleh dosis 2+zink atau kombinasi ekstrak dengan zink mampu menurunkan LDL dalam darah mencit, dan terlihat bahwa dosis 2+zink dapat menurunkan LDL dalam darah sebanding dengan atorvastatin
Diagram Hasil Kadar HDL
Diagram hasil kadar HDL di atas, diperoleh dosis 3+zink atau kombinasi ekstrak dengan zink mampu meningkatkan HDL dalam darah mencit, dan terlihat bahwa dosis 3+zink dapat meningkatkan HDL dalam darah sebanding dengan atorvastatin.
23,5 8,25 78,08 53,18 5,5 58,26 74,62 48,18 0 20 40 60 80 100
normal negatif positif dosis 1 zinc dosis 1 + zinc dosis 2 + zinc dosis 3 + zinc p e rsen tase p e n u ru n an kelompok perlakuan
6,3 57,17 13,11 29,29 22,6 53,42 55,41 55,53 0 10 20 30 40 50 60 70 P er sent a se penu runa n Kelompok perlakuan Diagram Hasil Kadar Trigliserida
Diagram hasil kadar trigliserida di atas, diperoleh dosis 3+zink atau kombinasi ekstrak dengan zink mampu menurunkan trigliserida dalam darah mencit, dan terlihat bahwa dosis 3+zink dapat menurunkan trigliserida dalam darah sebanding dengan atorvastatin.
Diagram Kadar MDA dan Aktivitas SOD
Diagram hasil kadar MDA di atas, diperoleh dosis 2+zink atau kombinasi ekstrak dengan zink mampu menurunkan MDA dalam hati mencit, dan terlihat bahwa dosis 2+zink dapat menurunkan kadar MDA dalam darah sebanding dengan atorvastatin.
1,421 4,712 1,813 3,697 4,086 3,307 1,881 2,998 0 1 2 3 4 5
I II III IV V VI VII VIII
K a da M D A ( nm o l/ m l) Kelompok
755,70
63,04
648,51
349,32
171,96
401,95
625,76
553,09
0
200
400
600
800
I
II
III IV
V
VI VII VIII
Aktivi
tas
S
OD
(U
/m
l)
Kelompok
Diagram hasil kadar SOD di atas, diperoleh dosis 2+zink atau kombinasi ekstrak dengan zink mampu meningkatkan SOD dalam hati mencit, dan terlihat bahwa dosis 2+zink dapat meningkatkan kadar SOD dalam darah sebanding dengan atorvastatin.
Diagram hasil kadar MDA di atas, diperoleh dosis 2+zink atau kombinasi ekstrak dengan zink mampu menurunkan MDA dalam hati mencit, dan terlihat bahwa dosis 2+zink dapat menurunkan kadar MDA dalam darah sebanding dengan atorvastatin.
Diagram Aktivitas Katalase
Diagram hasil kadar katalase di atas, diperoleh dosis 2+zink atau kombinasi ekstrak dengan zink mampu meningkatkan katalase dalam hati mencit, dan terlihat bahwa dosis 2+zink dapat meningkatkan kadar katalase dalam darah sebanding dengan atorvastatin.
Analisa kadar radikal bebas dalam penelitian ini dilakukan dengan mengukur kadar MDA pada hati mencit. Malonildialdehide (MDA) merupakan salah satu produk akhir dari peroksidasi lipid yang terbentuk setelah aksi senyawa radikal. Konsentrasi MDA dalam material biologi telah digunakan secara luas sebagai indikator dari kerusakan oksidatif pada lemak tak jenuh sekaligus merupakan indikator keberadaan radikal bebas (Nabet 1996). Peroksidasi lipid merupakan rantai reaksi yang
0 1 2 3 4 5 6 7 8
Kel.1 Kel.2 Kel.3 Kel.4 Kel.5 Kel.6 Kel.7 Kel.8 1,16 4,83 1,78 3,66 4,05 3,19 1,81 2,96 K ad ar M D A (n m o l/ m l) Kelompok 0 500 1000 1500 2000
Kel.1 Kel.2 Kel.3 Kel.4 Kel.5 Kel.6 Kel.7 Kel.8 1877,02 590,08 1352,67 812,3 694,71 1016,18 1350,59 1074,43 A kt iv itas K atalas e (u n it/ m l) Kelompok
berlangsung terus menerus, sebab reaksi ini membentuk radikal lipid bebas (R•) yang lain sehingga peroksidasi berlangsung lebih lanjut
IV. Kesimpulan dan Saran
