PERUBAHAN KADAR MALONDIALDEHYDE (MDA), SUPEROXIDE DISMUTASE (SOD) DAN GLUKOSA DARAH (KGD) PASCA PEMBERIAN EKSTRAK GAMBIR (UNCARIA GAMBIR ROXB)
PADA PENDERITA DIABETES MELITUS TIPE 2
DISERTASI
YUNITA SARIPANE 118102017
PROGRAM STUDI DOKTOR (S3) ILMU KEDOKTERAN FAKULTAS KEDOKTERAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN
2018
PERUBAHAN KADAR MALONDIALDEHYDE (MDA), SUPEROXIDE DISMUTASE (SOD) DAN GLUKOSA DARAH (KGD) PASCA PEMBERIAN EKSTRAK GAMBIR (UNCARIA GAMBIR ROXB)
PADA PENDERITA DIABETES MELITUS TIPE 2
DISERTASI
Diajukan sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Doktor dalam Program Studi Doktor (S3) Ilmu Kedokteran
Fakultas Kedokteran Universitas Sumatera Utara
Untuk Dipertahankan di Hadapan Sidang Ujian Terbuka Program Studi Doktor (S3) Ilmu Kedokteran Fakultas Kedokteran Universitas Sumatera Utara
YUNITA SARIPANE 118102017
PROGRAM STUDI DOKTOR (S3) ILMU KEDOKTERAN FAKULTAS KEDOKTERAN
PROMOTOR
Prof. dr. Aznan Lelo, PhD.,SpFK
Guru Besar Tetap Departemen Farmakologi & Terapeutik Fakultas Kedokteran Universitas Sumatera Utara
Medan
KO-PROMOTOR
Prof. Dr. dr. Dharma Lindarto, Sp.PD-KEMD Guru Besar Tetap Departemen Ilmu Penyakit Dalam
Fakultas Kedokteran Universitas Sumatera Utara Medan
KO-PROMOTOR
Prof. Dr. dr. Ratna Akbarie Ganie, Sp.PK-KH Guru Besar Tetap Departemen Patologi Klinik Fakultas Kedokteran Universitas Sumatera Utara
Medan
Telah diuji pada Ujian Tertutup Tanggal 15 Mei 2018
TIM PENGUJI DISERTASI
Ketua : Prof. dr. Aznan Lelo, PhD.,SpFK
Anggota : Prof. Dr. dr. Dharma Lindarto, Sp.PD-KEMD Prof. Dr. dr. Ratna Akbarie Ganie, Sp.PK-KH Prof. Dr. Mustofa, M.Kes.,Apt
Dr. Poppy Anjelisa Z. Hsb, S.Si.,M.Si,Apt Dr. dr. Rosita Juwita Sembiring, Sp.PK Dr. Ir. Erna Mutiara, MKM
UCAPAN TERIMA KASIH
Segala puji, syukur, hormat dan penuh Kemuliaan, saya panjatkan kehadirat Allah SWT atas segala rahmat, karunia dan berkatNYA saya dapat
menjalani pendidikan S-3 Ilmu Kedokteran dan menyelesaikan disertasi ini, yang merupakan tugas akhir dalam Program Studi Doktor (S-3) Ilmu Kedokteran di Fakulatas Kedokteran Universitas Sumatera Utara, Medan.
Proses penelitian dan penyusunan disertasi ini tidak terlepas dari dukungan, bantuan, masukan, bimbingan dan doadari berbagai pihak, maka dengan rasa ikhlas disertai kerendahan hati, saya mengucapkan terimakasih yang sedalam- dalamnya dan penghargaan setingi-tingginya kepada yang terhormat:
Rektor Universitas Sumatera Utara, Prof. Dr. Runtung Sitepu, SH.,M. Hum dan Rektor Universitas Sumatera Utara yang sebelumnya, Prof. Dr. dr. Syahril Pasaribu, DTM&H, M.Sc (CTM), Sp.A(K).
Dekan Fakultas Kedokteran Universitas Sumatera Utara, Dr. dr. Aldy Safruddin Rambe, SpS. (K) dan Dekan sebelumnya, Prof. dr. Gontar A. Siregar, Sp.PD-KGEH atas kesempatan dan fasilitas yang diberikan kepada saya dalam mengikuti program pendidikan Doktor (S-3) di Fakultas Kedokteran Universitas Sumatera Utara.
Ketua Program Studi Doktor (S-3) Ilmu Kedokteran Fakultas Kedokteran Universitas Sumatera Utara, Prof. Dr. dr. Delfitri Munir,Sp. THT- KL(K) dan Ketua Program Studi Doktor (S-3) Ilmu Kedokteran sebelumnya,
Prof. dr. Chairuddin P. Lubis, DTM&H, SpA (K), atas kesempatan dan fasilitas serta dukungan yang diberikan kepada saya selama mengikuti dan menyelesaikan pendidikan program Studi Doktor (S-3) Ilmu Kedokteran di Fakultas Kedokteran Universitas Sumatera Utara.
Ucapan terima kasih dan salam hormat saya sampaikan kepada Promotor dan Ko-promotor: Prof. dr. Aznan Lelo, PhD, SpFK; Prof. Dr. dr. Dharma Lindarto, Sp.PD-KEMD; dan Prof. Dr. dr. Ratna Akbarie Ganie, Sp.PK-KH, atas kesediaan beliau dengan tulus ikhlas meluangkan waktu dengan penuh kesabaran membimbing, memotivasi, memperluas wawasan keilmuan, selalu memberi saran dan dukungan moril secara terus menerus kepada saya sehingga dapat menyelesaikan disertasi ini. Semoga Tuhan Yang Maha Kuasa memberi berkah yang berkelimpahan, kebahagiaan, serta kesehatan kepada guru-guru saya.
Kepada Tim penguji disertasi: Prof. Dr. Mustofa, M. Kes., Apt; Dr. Poppy Anjelisa Z. Hsb, S.Si., M.Si, Apt.; Dr. dr. Rosita Juwita Sembiring, Sp.PK; Dr. Ir.
Erna Mutiara, MKM yang telah memberikan koreksi dan masukan yang sangat detail dan bermanfaat dalam ptnyempurnaan penulisan disertasi ini, saya mengucapkan banyak terimakasih yang tak terhingga.
Terima kasih banyak saya ucapkan kepada Prof. Dr. Mustofa, M. Kes., Apt yang selama ini banyak memberikan bimbingan, saran-saran dan solusi yang sangat bermanfaat bagi perbaikan disertasi ini.
Para Dosen pemberi kuliah program S-3 Kedokteran FK USU: Prof.dr.
Harun Rasyid Labis, Sp.PD-KGH;Prof. dr. Iskandar Zulkarnain Lubis, SpA(K);
DR. dr. RositaJuwita Sembiring, Sp.PK (K); Dr. Adang Bachtlar, MPH, DSC;
Prof. Dr. Ir. Sumono, MS; Drs. Sutarman, M.Sc., PhD; atas ilmu dan bimbingan yang diberikan selama saya mengikuti pendidikan S-3 ini.
Ketua Komisi Etik Penelitian Bidang Kesehatan Fakultas Kedokteran Universitas Sumatera Utara, Prof. dr. Sutomo Kasiman, Sp.JP (K) beserta tim yang telah memberi masukan dan telah menyetujui penelitian ini, serta menerbitkan Persetujuan Komisi Etik tentang pelaksanaan penelitian ini.
Kepada seluruh staf pengajar di lingkungan Departemen Farmakologi FK USU, serta pegawai administrasi Departemen Farmakologi FK USU atas semua bantuan, pengertian serta dukungan moril sehingga saya dapat menyelesaikan disertasi ini.
Kepada Dr. dr. Imam Budi Putra, MHA, SpKK; dan Sekretaris Program Studi Doktor (S3) FK USU;Dr.dr.Iqbal Pahlevi Adeputra Nasution, Sp.BA(K) serta pegawai administrasi Program Studi Doktor (S3) Ilmu Kedokteran FK USU atas bantuan dan dukungan yang diberikan selama ini. Juga kepada seluruh peserta Program Studi Doktor (S3) FK USUS baik yang sudah selesai maupun yang sedang mengikuti pendidikan yang telah memberi dukungan dalam proses penulisan disertasi ini.
Terima kasih yang setulus-tulusnya dan penghargaan setinggi-tingginya dari lubuk hati yang paling dalam saya ucapkan atas kecintaan dan dukungan
sepenuhnya yang tiada henti dari kedua orangtua saya tercinta, Alm. Dr. H.
Ridwan Pane, Sp. Rad. dan Ibunda Hj. Ellyda Lubis yang telah membesarkan, mendidik, dan mendoakan dengan penuh kasih sayang, sehingga membentuk saya sebagaimana hari ini serta selalu memberikan pandangan dan dukungan yang bermanfaat setiap saat bagi saya dalam menjalani kehidupan.
Demikian pula saya ungkapkan rasa cinta kasih dari lubuk hati terdalam untuk anak kesayangan saya satu-satunya Muhammad Shafa, yang sangat mengerti dan selalu menjadi penyemangat, penghibur hati sehingga kelelahan dan kepenatan dalam perjalanan panjang penelitian ini dapat terobati.
Terimakasih yang sedalam-dalamnya kepada kakak kandung saya Hj. Tina Yulianti Pane, SP dan abang ipar saya dr. H. Lili Syarief Hidayat, SpPD yang selalu mengingatkan saya untuk segera menyelesaikan studi S3 ini, serta selalu mencari solusi yang baik saat saya dalam kesulitan selama menjalani proses pendidikan; abang kandung saya Drs. H. Abdul Malik Pane dan kakak ipar saya Dra. Hj. Cut Dian Mutia dan adik kandung saya Ahmad Fauzi Pane selalu mendoakan, menguatkan dan memberikan dukungan kepada saya.
Khusus kepada Prof. dr. Aznan Lelo, PhD, SpFK beserta keluarga, saya ucapkan terima kasih atas dukungan dan pengertian serta kesabaran yang sangat besar dalam membantu saya menyelesaikan studi saya ini.
Terima kasih banyak kepada Muhammad Haseeb Yasin, atas doa dan dukungan yang selalu diberikan terhadap saya selama ini.
Kepada semua pihak yang telah membantu, baik secara langsung
kiranya Allah SWT Yang Maha Pengasih lagi Maha Penyayang memberikan balasan yang terbaik.
Saya berharap disertasi ini dapat memberikan sumbangan keilmuan yang berharga sebagai bentuk pengabdian saya dalam bidang kesehatan bagi masyarakat dan semoga dapat menjadi sumber pengembangan ilmu pengetahuan di bidang Ilmu Kedokteran terutama dibidang tanaman obat (obat herbal).
Aamiiin Yaa Robbalalamin.
Medan, 10 Oktober 2018 Penulis
Yunita Sari Pane
DAFTAR RIWAYAT HIDUP
I. IDENTITAS PRIBADI
1. Nama : dr. Yunita Sari Pane, M.Si 2. Tempat/Tanggal Lahir : Medan, 20 Juni 1971
3. Agama : Islam
4. NIP : 197106202002122001
5. Pangkat/Golongan : Pembina/IV A
6. Pekerjaan : Staf Pengajar Farmakologi FK USU
7. Alamat : Jl. Wiroto No. 20 Medan
8. Telp/HP : 061-4158187/081269910709
9. Alamat Email : [email protected]/[email protected] 10. Alamat Kantor : Departemen Farmakologi FK USU
Jl. Dr. Mansur No.5 Medan II. KELUARGA
Anak : Muhammad Shafa
III. RIWAYAT PENDIDIKAN
1. 1977-1983 : SD Negeri 060786, Medan
2. 1983-1986 : SMPN 1 Medan
3. 1986-1989 : SMA Swasta Perg. Hurni Thamrin Medan 4. 1989-1994 : Sarjana Kedokteran FK USU
5. 1994-1996 : Profesi Dokter FK USU 6. 2004-2007 : Pascasarjana Farmasi USU 7. 2011-2018 : S3 Ilmu Kedokteran FK USU IV. RIWAYAT PEKERJAAN
1. 1996-1999 : Dokter Puskesmas Pematang Johar, Medan 2. 2002-Sekarang : Staf Pengajar Farmakologi FK USU V. RIWAYAT ORGANISASI
1. Ikatan Dokter Indonesia IDI Kota Medan 2. Ikatan Farmakologi Indonesia
VI. PUBLIKASI ILMIAH
1. The Efect of Gambier Extract on The Levels of Malondialdehyde,
2. The Effectiveness of Coleus Amboinicus Leaf Extracts as an AnalgeticActivity on Mice Exposured to Acetic Acid. Open Access Asian Journal ofPharmaceutical and Clinical Research, Vol 11, Issue 9, 2018. (First-Author).
3. Association of ascariasis with IL-10 enzyme gene polymorphism in diabetes patients with tuberculosis. Stem Cell Oncology. ISBN 978-0-8153-9272-9 (Second-Author).
4. The Effect of the gambier (Uncaria gambier roxb) Extracts on Liver Function Test and Antioxidative Stress in Patients Type-2 Diabetes Mellitus. J Regen Med 2018. Volume 7. DOI:
10.4172/2325-9620-C3-014 (First Author).
5. Increasing Atherosclerosis in Streptozotocin-hiduced Diabetes into FourGroups of Mice. Open Access Macedonian Journal of Medical Sciences,Volume 6, No. 2. 15 February 2018 (First- Author).
6. Khasiat Uncaria dalam Pencegahan Adhesi Intraperitoneum PascaLaparotomi pada Tikus. Majalah Kedokteran Nusantara, Vol. 40 No.5 Juni2008 (First-Author).
7. Efek Celecoxib dan Diclofenac terhadap tetesan Darah dari Ekor TikusMajalah Kedokteran Nusantara, Vol. 40 No.5 Juni 2008 (First-Author).
VII. KONGRES/SEMINAR
1. Narasumber pada "Temu ILmiah Tahunan Fisioterapi IndonesiaXXVII", Medan, 6-8 Juni 2012.
2. Pembicara pada "26th Scientific Meeting of Malaysian Society of Pharmacology & Physiology", Malaysia, May 18-20th, 2012.
3. Pembicara pada "3rdBandung International Biomolecular Medicine Conference", Bandung, September 18-19th, 2014.
4. Pembicara pada "3rd Seminar of Pharmaceutical Science &
Technology", Medan, May 31st, 2014.
5. Pembicara pada International Stem Cell and Oncology Conference, Medan, December 1-2nd, 2017.
6. Pembicara pada 2nd Public Health International Conference Faculty of Public Health, University of Sumatera Utara, Medan, December 18-19th, 2017.
7. Pembicara pada Semirata ICST, 2018, Medan, 5 Mei 2018.
8. Speaker on International Meeting on Traditional/Alternative Medicine 2018, Osaka, Jepang, 23-24 July 2018.
VIII. PELATIHAN/WORKSHOP
1. Pelatihan Penulisan Artikel Ilmiah, 28-29 Agustus, 2017 2. Genomics and Beyond, 2015.
3. Pelatihan teknis cara uji klinik yang baik (CUKB), 30-31 Oktober, 2014.
4. Workshop Nasional Peningkatan Mutu Uji Obat Tradisional Herbal, 9- 10 eptember, 2014.
5. Pelatihan Penulisan Proposal Penelitian Hibah Dikti & Dana PNBP USU Bagi Staf Pengajar FK USU, 2014.
6. Pelatihan Penilaian Hasil Belajar, 26 Agustus, 2014.
7. Workshop Evidence Based Medicine, 2014.
8. Workshop Pra Kongres IKAFI 2013, 30 Oktober 2013.
9. Pelatihan Dasar-Dasar Genetika Molekuler. 28 Mei-1 Juni 2012.
PERNYATAAN ORISINALITAS
PERUBAHAN KADAR MALONDIALDEHYDE (MDA), SUPEROXIDE DISMUTASE (SOD) DAN GLUKOSA DARAH (KGD) PASCA PEMBERIAN EKSTRAK GAMBIR (UNCARM GAMBIR ROXB)
PADAPENDERITA DIABETES MELITUS TIPE 2
Penulis yang bertandatangan di bawah ini, dengan ini menyatakan bahwa penulisan disertasi ini disusun sebagai syarat untuk memperoleh gelar Doktor pada Program Studi Doktor (S3) Ilmu Kedokteran Fakultas Kedokteran Universitas Sumatera Utara adalah benar merupakan hasil karya penulis sendiri.
Adapun pengutipan-pengutipan yang penulis lakukan pada bagian-bagian tertentu dari hasil karya orang lain dalam penulisan disertasi ini, telah penulis cantumkan sumbernya secara jelas sesuai norma, kaidah dan etika penulisan ilmiah.
Apabila dikemudian hari ternyata ditemukan seluruh atau sebagian disertasi ini bukan hasil karya penulis sendiri atau adanya plagiat dalam bagian- bagian tertentu, penulis bersedia menerima sanksi akademik dan sanksi-sanksi lainnya sesuai dengan peraturan yang berlaku.
Medan, 10 Oktober 2018 Penulis
Yunita Sari Pane
RINGKASAN
Diabetes melitus adalah suatu penyakit metabolik yang ditandai dengan hiperglikemia kronis akibat disfungsi sel β-pankreas dan umumnya terkait dengan stres oksidatif.Stres oksidatif diduga berkontribusi terhadap terjadinya disfungsi sel β-pankreas dan mem-pengaruhi kerja antioksidan pada patogenesis diabetes.Hal ini disebabkan terjadinya pelepasan superoksidatif sehingga mengubah transpor elektron di mitokondria dan meningkatkan aktivitas nicotinamide adenine dinucleotide phosphate oksidase (NADPH).Stres oksidatif, melalui produksi spesies oksigen reaktif (ROS), telah diteliti sebagai akar penyebab yang mendasari pengembangan diabetes melitus tipe 2 (DMT2) dan perkembangan komplikasi diabetes jangka panjang.Untuk alasan ini, penting untuk mencari perawatan komplementer, termasuk obat herbal yang memiliki kapasitas untuk mengurangi dampak stres oksidatif, mungkin bermanfaat dalam mengobati diabetes.Uncaria (Ut, Cat's claw) memiliki sifat antioksidan.
Penelitian ini bertujuan untuk membuktikan efek gambier (Uncaria Gambier Roxb) ekstrak pada perubahan kadar malondialdehyde (MDA), superoxide dismutase (SOD) dan glukosa darah (KGD) pada pasien DMT2 yang tidak terkontrol.
Dari berbagai zat yang terkandung dalam gambier, peneliti meyakini bahwa catechin merupakan zat yang mempunyai khasiat sebagai antioksidan. Catechin merupakan senyawa yang mempunyai banyak gugus phenol (polifenol).Gugus
berkontribusi pada pencegahan penyakit, seperti diabetes.Catechin dapat menamggulangi penyakit diabetes dan komplikasinya dengan memodifikasi stres oksidatif. Sebelumnya dilaporkan bahwa asupan teh hijau kaya katekin sedikit menghambat peningkatan kadar glukosa darah postprandial dan produk oksidatif pada wanita pascamenopause .Efek ini menunjukkan bahwa asupan teh hijau yang mengandung catechin dapat mengurangi risiko terjadinya DMT2. Dari sekian banyak tanaman diabetes yang digunakan sebagai anti diabetes, salah satunya yang belum banyak digunakan di masyarakat adalah gambir dalam bentuk ekstrak.
Penelitian ini meneliti efek dari ekstrak gambir pada tingkat glikemik, dan penanda stres antioksidan pada pasien diabetes. Studi klinis acak terdiri dari dua kelompok, yaitu kelompok plasebo (n=10) dan gambir (n=6). Setelah puasa semalaman, sebelum mengkonsumsi 100 gram roti putih, dikumpulkan sampel darah vena untuk mengukur kadar malondialdehyde (MDA), superoxide dismutase (SOD) dan kadar glukosa darah (BGL). Prosedur yang sama dilakukan saat berpuasa dan 2 jam postprandial pada hari ke-1 dan hari ke-14. Data yang diperoleh dianalisis dengan uji t Student dengan taraf signifikan P <0,05. Pada DM yang sudah lama, umumnya berhubungan dengan peningkatan stres oksidatif.
Stres oksidatif diduga berkontribusi terhadap disfungsi dan efek antioksidan pada patogenesis diabetes.Hal ini terjadi karena pelepasan superoksidatif sehingga mengubah transpor elektron di mitokondria dan meningkatkan aktivitas oksidase NADPH.Stres oksidatif, melalui produksi spesies oksigen reaktif (ROS), telah diusulkan sebagai akar penyebab yang mendasari pengembangan diabetes melitus tipe 2 (DMT2)dan perkembangan komplikasi diabetes jangka panjang).
Konsentrasi glukosa darah dan penanda stres oksidatif serum dibandingkan antara kelompok plasebo (diberikan hanya metformin) dan kelompok perlakuan (gambir+metformin) pada pasien diabetes.
Penelitian ini menemukan peningkatan KGD yang signifikan setelah mengkonsumsi 100 gram roti putih pada kedua kelompok. Dijumpai penurunan kadar MDA pada kedua kelompok perlakuan, namun penurunan pada kelompok plasebo selama masa pengamatan tidak berbeda bermakna, dan pada kelompok gambir hari ke-14 terdapat penurunan kadar MDA yang berbeda bermakna dari kondisi puasa (0,91±0,10 nmol/dl) dan 2 jam setelah makan (0,67±0,04 nmol/dl), dimana nilai p=0,001. Sedangkan pada pemeriksaan kadar MDA berdasarkan waktu puasa dan 2 jam postprandial hari-1 dengan hari-14 hampir seluruh pengamatan dijumpai perubahan peningkatan kadar MDA yang bermakna (p=0,001), sementara pada kelompok gambir 2 jam postprandial hari ke-1 dengan hari-14 (0,60±0,20 nmol/dl; 0,67±0,04 nmol/dl), dimana nilai p=0,345 tidak berbeda bermakna. Diduga adanya efek gambir dalam menghambat peningkatan kadar MDA 2 jam postprandial hari-1 dengan hari-14. Pada pemeriksaan hari-1 dan hari-14 dijumpai peningkatan KGD signifikan, terdapat perubahan KGD yang berbeda bermakna (p=0,001). Namun pada kondisi puasa dan 2 jam postprandial, dijumpai penurunan KGD yang bermakna (P<0,05), kecuali pada kelompok plasebo 2 jam postprandial sebaliknya terjadi peningkatan KGD yang tidak bermakna. Kemungkinan disebabkan pemberian gambir dapat menurunkan KGD baik dalm kondisi puasa maupun 2 jam postprandial hari-1 dan hari-14. Kadar
Meskipun peningkatan SOD yang terjadi lebih besar pada kelompok gambir, tapi secara statistik peningkatan SOD kedua kelompok tersebut tidak berbeda bermakna (p>0,05).
Kesimpulan penelitian ini bahwa dengan mengkonsumsi akut (14 hari) catechin yang terkandung didalam herbal gambir (Uncaria gambir Roxb) dapatmenurunkan kadar MDA dan 2 jam glukosa plasma postprandial serta
meningkatkan kadar SOD pada pasien DMT2 yang tidak terkontrol.
SUMMARY
Diabetes mellitus is a metabolic disease characterized by chronic hyperglycemia associated with β-pancreatic cell dysfunction and generally oxidative stress. Oxidative stress is thought to contribute to the occurrence of β- pancreatic cell dysfunction and affect to mechanism of action of antioxidants in the pathogenesis of diabetes. This is due to the occurrence of superoxidative release which changes the electron transport in mitochondria and increases the activity of nicotinamide adenine dinucleotide phosphate (NADPH) oxidase.
Oxidative stress, through the production of reactive oxygen species (ROS), has been investigated as the root cause underlying the development of type 2 diabetes mellitus (T2DM) and the development of long-term diabetes complications. For this reason, it is important to look for complementary treatments, including herbal remedies that have the capacity to reduce the impact of oxidative stress, may be beneficial in treating diabetes. Uncaria (Ut, Cat's claw) has antioxidant properties.
This study aims to prove the gambier effect (Uncaria Gambier Roxb) extract on changes in malondialdehyde (MDA), superoxide dismutase (SOD) and blood glucose (KGD) levels in uncontrolled T2DM patients.
Of the various substances contained in gambier, researchers believe that catechins are substances that have properties as antioxidants. Catechins are compounds that have many phenol groups (polyphenols). Phenol groups have anti-radicalization and strong antioxidant effects. This effect can contribute to the
complications by modifying oxidative stress. Previously it was reported that a small intake of green tea rich in catechins inhibited an increase in postprandial blood glucose levels and oxidative products in postmenopausal women. This effect shows that the intake of green tea containing catechins can reduce the risk of developing T2DM. Of the many medicinal plants that are used as anti-diabetes, one of which is not widely used in the community is gambir in the form of extracts.
This study investigated the effects of gambir extract on glycemic levels, and markers of antioxidant stress in diabetic patients. Randomized clinical studies consist of two groups, namely. placebo group (n=10) and gambier (n=6). After an overnight fast, before consuming 100 grams of white bread, venous blood samples were collected to measure levels of malondialdehyde (MDA), superoxide dismutase (SOD) and blood glucose levels (BGL). The same procedure is performed during fasting and 2 hours postprandial on the 1st and 14th days. The data obtained were analyzed by Student's t test with a significant level of P <0.05.
In long-standing DM, it is generally associated with increased oxidative stress.
Oxidative stress is thought to contribute to dysfunction and antioxidant effects in the pathogenesis of diabetes. This occurs because of the superoxidative release which changes the electron transport in mitochondria and increases the oxidase activity of NADPH. Oxidative stress, through the production of reactive oxygen species (ROS), has been proposed as the root cause underlying the development of type 2 diabetes mellitus (T2DM) and the development of long-term diabetic complications). Blood glucose concentrations and markers of serum oxidative
stress were compared between the placebo group (given only metformin) and the treatment group (gambier+metformin) in diabetic patients.
This study found a significant increase in KGD after consuming 100 grams of bread in both groups. There was a decrease in MDA levels in the two treatment groups, but the decrease in the placebo group during the observation period was not significantly different, and in the 14th day gambir group there was a significant decrease in MDA levels from fasting conditions (0.91±0.10 nmol/dl) and 2 hours after eating (0.67±0.04 nmol/dl), where the value of p=0.001. While on examination of MDA levels based on fasting time and 2 hours postprandial day-1 with 14 days almost all observations found mination, there was a significant increase in KGD, there was a significant change in KGD (p=0.001). However, in fasting condi (p<0.05), except in the placebo group 2 hours postprandial otherwise there was no significant increase in KGD. Probably caused by the administration of gambir can reduce KGD both in fasting conditions and 2 hours postprandial days 1 and 14.
PERUBAHAN KADAR MALONDIALDEHYDE (MDA), SUPEROXIDEDISMUTASE (SOD) DAN GLUKOSA DARAH (KGD) PASCA PEMBERIAN EKSTRAK GAMBIR (UNCARIA GAMBIR ROXB)
PADA PENDERITA DIABETES MELITUS TIPE 2
ABSTRAK
Diabetes melitus adalah suatu penyakit yang berhubungan dengan disfungsi dari sel-sel β-pankreas dan stres oksidatif. Pengobatan yang mampu mengurangi dampak dari stress oksidatif, mungkin bermanfaat pada terapi diabetes.
Penelitian ini bertujuan untuk membuktikan efek ekstrak gambir pada kadar malondialdehyde (MDA), superoksida dismutase (SOD) dan kadar glukosa darah (KGD) pada pasien diabetes melitus tipe 2 (DMT2).
Design penelitian ini adalah penelitian klinis acak terdiri dari 2 kelompok, yaitu kelompok plasebo (n=10) dan gambier (n=6). Sesudah semalaman puasa, sebelum mengkonsumsi 100 gram roti putih, darah sampel diambil dari vena kemudian dikumpulkan untuk diukur kadar MDA, SOD dan KGD. Prosedur yang sama diambil setelah puasa dan 2 jam setelah makan (post prandial) pada hari-1 dan hari-14. Data yang diperoleh dianalisis menggunakan Student’s t test dengan level signifikan p<0,05.
Tidak ada perubahan pada kadar pada kelompok plasebo selama pengamatan, tapi signifikan penurunan kadar MDA dijumpai pada kelompok gambir hari-14. Kadar SOD meningkat pada semua pengukuran, kecuali tidak ada perubahan pada hari-1 dari kelompok plasebo.Penelitian ini menjumpai peningkatan KGD yang signifikan setelah mengkonsumsi 100 gram roti putih pada kedua kelompok.
Penelitian ini menyimpulkan bahwaekstrakgambir mempunyai mekanisme khusus pada pengobatan DMT2 sebagai antioksidandan menekan KGD
Kata kunc:Ekstrak gambir, catechin, MDA, SOD, KGD DMT2
THE EFFECT OF GAMBIER EXTRACT ON THE LEVEL OF MALONDIALDEHYDE (MDA), SUPEROXIDE DISMUTASE (SOD) AND BLOOD GLUCOSE (BGL) IN TYPE 2 DIABETES MELLITUS PATIENTS
ABSTRACT
Diabetes mellitus is a disease associated with dysfunction of pancreatic β- cells and oxidative stress. A treatment which can reduce the impact of oxidative stress may be beneficial in the treatment of diabetes. Therefore, this study aimed to investigate the effect of gambier extract on the levels of malondialdehyde (MDA), superoxide dismutase (SOD), and blood glucose level (BGL) in type 2 diabetes mellitus (T2DM).
This research was a randomized clinical study consisted of two groups, namely placebo group (n-10) and gambier group (n-6). The blood samples were collected from the vein after fasting overnight and before consuming 100 g white bread to measure the levels of MDA, SOD and BGL.The same procedure was conducted after fasting and 2-h postprandial on day 1 and day 14. The data obtained were analyzed with Student’s t-test with a statistical significance level of p<0.05
The results showed that there was no change in MDA levels in the placebo group during the observation, but there was a significat decrease in MDA levels in the gambier group on day 14. In contrast, SOD levels increased in all measurements although there was no change on day 1 in the placebo group. The present study also found a significant increase of BGLs after consuming 100 g bread in both groups, but less BGL elevationin the gambier group.
It is concluded that gambier extract has special mechanisms in the treat ment of that gambir extract has special role in T2DM treatmentas an anti- oxidant and an ehnhancement of BGL reduction.
Keywords: Gambir extract, catechin, MDA, SOD, BGL T2DM
DAFTAR ISI
SAMPUL...
LEMBAR PRASYARAT GELAR... ii LEMBAR PROMOTOR DAN CO PROMOTOR... iii LEMBAR PERSETUJUAN... iv LEMBAR PENGUJI... v PERNYATAAN PERSETUJUAN... vi UCAPAN TERIMA KASIH ... vii DAFTAR RIWAYAT HIDUP ... xii PERNYATAAN ORISINALITAS... xv RINGKASAN... xvi SUMMARY ... xx ABSTRAK ... xxiii ABSTRACT ... xxiv DAFTAR ISI... xxv DAFTAR TABEL ...xxviii DAFTAR GAMBAR ... xxix DAFTAR SINGKATAN... xxx DAFTAR LAMPIRAN ... xxxii BAB I. PENDAHULUAN ... 1 1.1 Latar Belakang ... ... 1 1.2 Rumusan Masalah... ... 5 1.3 Tujuan Penelitian... 5 1.4 Manfaat Penelitian... 6 1.5 Novelitas... ... 6 1.6 Potensi Hak atas Kekayaan Intelektual (HAKI)... ... 6 BAB II. TINJAUAN PUSTAKA ... ... 7 2.1 Diabetes Melitus (DM)... ... 7 2.1.1 Definisi dan epidemiologi DM... 7 2.1.2 Klasifikasi dan etiologi DM... 8 2.1.3 Pathophysiology DMT2... 8 2.1.4 Kegagalan Fungsi Sel β-pankreas... 8 2.1.4.1 Glukotoksisitas... 9 2.1.4.2 Lipositotoksisitas... 9 2.1.4.3 Penumpukan amiloid... 10 2.1.4.4 Resistensi insulin... 10 2.1.4.5 Efek inkretin... 10 2.1.5 Manfaat Klinis... 10 2.1.6 Diagnosis DM... . 11 2.1.7 Pengelolaan DM... 11 2.1.8 Membedakan Karakteristik DM... 13 2.1.9 Mekanisme Kerja dan Efek Samping OAD Metformin.. 14
2.2 Mekanisme Hiperglikemia Menginduksi Kerusakan Jaringan. 16
2.2.1 Advance Glycation End Products (AGE)... 18 2.2.2 Jalur Polyol... 18 2.2.3 Peningkatan Aktivasi Protein Kinasse C... 20 2.2.4 Hexosamin... . 20 2.2.5 Poly-ADP Ribose Polymerase... 21 2.3 Radikal Bebas... 21 2.3.1 Jenis-jenis Radikal Bebas... 22 2.3.2 Produksi dan Scavenging Radikal Bebas... 22 2.4 Stres Oksidatif dan Antioksidan... 23 2.5 Stres Oksidatif pada Diabetes Melitus... 26 2.6 Stres Oksidatif dan Komplikasi DM... ... 26 2.7 Biomarker Stres Oksidatif pada Diabetes Melitus... ... 27 2.7.1 Protein... 27 2.7.2 Lemak... 27 2.7.3 Vitamin... 28 2.7.4 Glutathione... 28 2.7.5 Catalase (Cat)... 28 2.7.6 Superoxide Dismutase (SOD)... 29 2.7.7 Malondialdehyde (MDA)... ... 29 2.8 Gambir (Uncaria gambir Roxb)... 32 2.8.1 Klasifikasi gambir... 32 2.8.2 Nama daerah dari gambir... . 35 2.8.3 Gambaran umum gambir... 35 2.8.4 Deskripsi Gambir... 35 2.8.5 Kandungan kimia dan zat aktif gambir... 35 2.9 Catechin... 36 2.9.1 Efikasi catechine sebagai antioksidan... .... 37 2.9.2 Toksisitas catechin... 39 2.10 Mekanisme Kerja Gambir Sebagai Antidiabetik Terhadap
Kerusakan Mitokondria Sel... 40 2.11 Kerangka Teori... 42 2.11.1 Penjelasan kerangka teori... 43 2.12 Kerangka Konsep... ... 44 2.13 Hipotesis ... 45 2.13.1 Hipotesis mayor... 45 2.13.1 Hipotesis minor ... 45 BAB III. METODE PENELITIAN... ... 46 3.1 Rancangan Penelitian... ... 46 3.2 Tempat dan Waktu Penelitian... ... 46 3.3 Populasi dan Subjek Penelitian... ... 46 3.4 Kriteria Subyek Penelitian... 47 3.4.1 Kriteria Inklusi... 47 3.4.2 Kriteria Eksklusi... ... 47
3.5.3 Kadar glukosa darah... 51 3.6 Metode Sampling... ... 53 3.7 Variabel Penelitian... 55 3.7.1 Variabel terikat (dependent)... 55 3.7.2 Variabel tidak terikat (independen)... 55 3.8 Definisi Operasional... 56 3.9 Instrumen dan Cara Pengumpulan Data... ... 57 3.10Alat dan Bahan Penelitian... 58 3.10.1 Alat Penelitian... 58 3.10.2 Bahan Penelitian... 59 3.11Prosedur Penelitian... 60 3.11.1 Persiapan Penelitian... 60 3.11.2 Pelatihan tim peneliti... 61 3.11.3 Cara pemeriksaan... 61 3.11.3.1 Pengambilan darah vena dengan tabung
Vakum... 61 3.11.3.2 Pemeriksaan kadar glukosa darah (KGD)... 62 3.11.3.3 Pemeriksaan malondialdehyde (MDA)... 62 3.11.3.4 Pemeriksaan superoxide dismutase... 63 3.12 Alur Penelitian... 65 3.13Analisis Data dan Interpretasi Data... 66 3.14Etika Penelitian... ... 66 BAB IV Analisis Data dan Interpretasi Data... 67 4.1 Data Karakteristik Subyek Penelitian... 67 4.2 Perubahan Kadar Malondialdehyde (MDA)(nmol/dl)... 69 4.3 Tingkat Malondialdehyde (MDA) berdasarkan waktu puasa
dan 2 jam PP di hari pengamatan... 70 4.4 Perubahan Kadar Superoxide Dismutase (SOD)(U/ml)... 71 4.5 Tingkat Superoxide Dismutase berdasarkan waktu puasa dan 2 jam PP di hari pengamatan... 72 4.6 Perubahan Kadar Glukosa Darah (KGD)(mg/dl)... 73 BAB V. PEMBAHASAN... ... 82 BAB VI. KESIMPULAN dan SARAN... 94 6.1 Kesimpulan... 94 6.2 Saran... 94 DAFTAR PUSTAKA ... 95
\
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Kriteria Pengendalian DM (mg/dl)... ... 12 Tabel 2.2 Karakteristik DM... ... 13 Tabel 2.3 Target Terapi DM... ... 14 Tabel 3.1 Hasil Randomisasi Subyek Uji... ... 60 Tabel 3.2 Variabel Penelitian dan Definisi Operasional... ... 56 Tabel 3.3 Analisis Kandungan Ekstrak Gambir... 60 Tabel 4.1 Data dasar peserta penelitian sebelum intervensi pada kedua
kelompok (Plasebo dan Gambir)... 68 Tabel 4.2 Perubahan kadar MDA (nmol/dl) berdasarkan pada hari
pengamatan... ... 69 Tabel 4.3 Tingkat Malondialdehyde (MDA) berdasarkan waktu puasa dan
2 jamPP di hari pengamatan ... 71
Tabel 4.4Tingkat Superoxide Dismutase (SOD)(U/ml) berdasarkan pada hari
pengamatan... ... 72 Tabel 4.5Tingkat Superoxide Dismutase (U/ml) berdasarkan pada hari-1
dan hari-14 pengamatan... ... 73 Tabel 4.6Tingkat Kadar Glukosa Darah (mg/dl) berdasarkan pada hari-1
dan hari-14 pengamatan... ... 74 Tabel 4.7Tingkat Kadar Glukosa Darah (mg/dl) berdasarkan waktu puasa dan
2 jamPP di hari pengamatan ... 75 Tabel 4.8 Persentase (%) perubahan kadar Malondialdehyde, Superoxide Dismutase dan glukosa darah pada kelompok plasebo dan gambir... 75 Tabel 4.9 Perubahan kadar SGOT (U/L) dari hari-1 ke hari-14 pada masing-masing kelompok ... 77 Tabel 4.10 Perubahan kadar SGPT (U/L) dari hari-1 ke hari-14 pada masing-masing kelompok ... 78 Tabel 4.11 Perubahan kadar Ureum (mg/dl) hari-1 ke hari-14 pada masing-masing kelompok ... 79
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Penyebab Kegagalan Fungsi Sel B pada DMT2... 9 Gambar 2.2 Efek hiperglikemia pada berbagai pathway... ... 17 Gambar 2.3 Radikal Bebas menginduksi kerusakan sel... . 23 Gambar 2.4 Struktur Malondialdehyde... 30 Gambar 2.5 Mekanisme Pembentukan Malondialdehyde... ... 31 Gambar 2.6 Daun gambir dan gambir... 33 Gambar 2.7 Struktur Kimia Catechin... 36 Gambar 2.8 Stres Oksidatif dan Disfungsi Mitokondria... 40 Gambar 2.9 Mekanisme Gambir Mengurangi Stres Oksidatif... 42 Gambar 2.10 Efewk Gambir dalam Mempengaruhi Kadar MDA, SOD dan
KGD ... ... 44
DAFTAR SINGKATAN
ADA : American Diabetes Association
AGE : Advance Glycation End Products
AMPK-FOXO3 : AMP-Activated Protein Kinase-
Fox O Transcription Factor
BHA : Butylated Hydroxyanisole
CAT : Catalase
DAG : Diacyl Glycerol
DM : Diabetes Melitus
DMT2 : Diabetes Melitus Tipe 2
ECG : Epicatechin Gallate
EC : Epicatechin
EGC : Epigallocatechin
EGCG : Epigallocatechin Gallate
GAPDH : Glyceraldehyde-3-phosphate
dehydrogenase
GPx : Glutathione Peroxidase
GRg : Gambir Riau gadang
GRm : Gambir Riau mancik
GSH : Glutathione
GSSG : Oxidized Glutathione
GU : Gambir Udang
H2O2 : Hydrogen Peroxide
HGP : Hepatic Glucose Production
HSP70 : Heat Shock Protein 70
IDF : International Diabetes Federation
IFG : Inspering Fasting Glucose
IGT : Inspering GlucoseTolerance
IL-1β : Interleukin-1β
2 jam PPG : 2 jam Post Prandial Glucose
KGD : kadar glukosa darah
Litbang DepKes : Penelitian Pengembangan
Departemen Kesehatan
LDL : Low Density Lipoprotein
LHP : Lipid Hyperperoxides
MDA : Malondialdehyde
MPO : Myeloperoxidase
NAD : Nicotinamide Adenin Dinucleotide
NADPH : Nicotinamide Adenin Dinucleotide
Phosphate
NF-κβ : Nuclear Factor kappa β
NGT : Normal Glucose Tolerance
PARP : Poly-ADP-Ribose Polymerase
PERKENI : Perkumpulan Endokrinologi
Indonesia
PGDM : Pemantauan Glukosa Darah
Mandiri
PKC : Protein Kinase C
PUFA : Polyunsaturated fatty acid
RAGE : Receptor Advance Glycation
End Products
RI : Resistensi Insulin
RNS : Reactive Nitrogen Species
ROS : Reactive Oxygen Species
Sitok C : Sitokrom C
SGPT : Serum Glutamic Pyruvic
Transaminase
SGOT : Serum Glutamic
Oxaloacetic Transaminase
SOD : Superoxide Dismutase
TTGO : Tes Toleransi Glukosa Oral
UDPG1cNAc : UDP-N-Acetylglucosamine
VEGF : Vascular Endothelial
Growth Factor
WHO : World Health Organization
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 : Persetujuan Komisi Etik Lampiran 2 : Informed Consent
Lampiran 3 : Lembar Penjelasan Kepada Calon Subyek Lampiran 4 : Kuesioner
Lampiran 5 : Medical Card Lampiran 6 : Sertifikat Presentasi
Lampiran 7 : Manuskrip Jurnal Internasional
BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Diabetes melitus (DM) adalah suatu penyakit metabolik ditandai dengan hiperglikemia kronis karena gangguan sekresi insulin akibat kerusakan sel β-pankreas atau karena gangguan sensitivitas reseptor insulin. Kerusakan sel β- pankreas banyak dihubungkan dengan adanya stres oksidatif akibat ketidakseimbangan antara oksidan dan antioksidan dalam tubuh (Umeno et al., 2016; Walton EL. 2017; American Diabetes Association (ADA, 2017)).
Stres oksidatif terjadi akibat pelepasan superoksidatif yang berlebihan sehingga mengubah transport elektron di mitokondria sel (Nishikawa et al., 2000) dan meningkatkan aktivitas nicotinamide adenine dinucleotide phosphate oksidase (NADPH) (Shen, 2010). Stres oksidatif terjadi ketika produksi reactive oxygen species (ROS) melebihi antioksidan dalam tubuh (Vibha et al., 2015).
Stres oksidatif yang dihasilkan oleh ROS telah dilaporkan sebagai penyebab diabetes melitus tipe 2 (DMT2) dan progresifitas perkembangan komplikasi jangka panjangnya baik komplikasi mikro maupun makrovaskular (Wright et al., 2006). Reactive oxygen species adalah molekul kimia reaktif, mengandung oksigen seperti H2O2, HOCl, dan radikal bebas seperti anion superoksida serta radikal hidroksil (Halliwell et al., 2004).
Antioksidan adalah molekul yang terlibat dalam free radical scavenging yang merupakan mekanisme pertahanan tubuh secara enzimatik dan non enzimatik. Superoxyde dismutase (SOD) merupakan salah satu antioksidan
enzimatik endogen untuk menangkal radikal bebas dalam tubuh yang dapat mengurangi stres oksidatif. Akan tetapi jika senyawa radikal bebas dalam tubuh melebihi batas kemampuan perlindungan antioksidan endogen maka dibutuhkan tambahan antioksidan untuk menetralisir radikal bebas tersebut (Umeno et al., 2017).
Pasien DM memiliki cacat perlindungan antioksidan yang signifikan sehingga dapat meningkatkan kerentanannya terhadap kerusakan oksidatif dan progresifitas komplikasi DM (Nuttall et al., 1999). Jumlah radikal bebas yang berlebihan pada pasien DM akan mengoksidasi dan menyerang komponen lipid membran sel yang menghasilkan peroksidasi lipid (Widia, 2009; Giordano, 2005).
Reactive oxygen species terjadi secara alami, namun akumulasinya dapat menjadi penanda dari terjadinya stres oksidatif. Akibat dari peningkatan radikal bebas, peroksidasi lipid membran sel juga akan meningkatkan produk akhir yaitu Malondialdehyde (MDA) (Gupta et al., 2011).
Malondialdehid adalah produk degradasi peroksidasi asam lemak tak jenuh ganda (peroxydation of unsaturated fatty acid=PUFA) dalam membran sel dan merupakan indikator stres oksidatif (Ayala et al., 2014). Banyak penelitian membuktikan terjadinya peningkatan kadar MDA pasien DM dibandingkan orang sehat (Yasin et al., 2015; Mahboob et al., 2005; Rani et al., 2014; Pan et al., 2010). Konsentrasi MDA plasma pasien DM yang meningkat ini menunjukkan adanya stress oksidatif yang dapat memicu proses proinflamasi kronis dan proaterogenik, mengakibatkan komplikasi berupa kelainan pembuluh darah pasien
Pengendalian hiperglikemik pasien DMT2 selama ini dilakukan dengan pemberian Oral Anti Diabetik (OAD). Pemakaian OAD harus dikonsumsi seumur hidup sehingga membutuhkan biaya pengobatan cukup tinggi. Selain itu penggunaan OAD jangka panjang menimbulkan resiko efek samping yang cukup serius. Metformin merupakan salah satu OAD yang banyak digunakan pasien DM karena dianggap paling aman dengan efek samping minimal (Milech et al., 2016).
Metformin dapat menurunkan kadar KGD, MDA dan meningkatkan SOD pada pasien DM dengan komplikasi (Dries et al., 2017).
Beberapa bukti menunjukkan sebagian besar pasien DM, selain berobat ke dokter juga menggunakan obat tradisional. Hal ini menjadi pertimbangan bagi para peneliti untuk mencari alternatif penggunaan obat herbal yang efektif, aman dan relatif lebih murah karena mempunyai batas keamanan lebih luas serta bahan bakunya mudah didapat (Taufiqurrohman, 2015). Disebabkan alasan ini, penting untuk mencari pengobatan komplementer, termasuk obat herbal yang memiliki kemampuan untuk mengurangi dampak stres oksidatif, sehingga dapat bermanfaat dalam mengobati diabetes.
Banyak tanaman obat yang telah dibuktikan mempunyai efek antioksidan dan antidiabetes pada uji preklinik seperti sambiloto, daun kumis kucing, buah pace, daun mimba, kulit batang brotowali, biji mahoni, ceplukan, buah pare dan pegagan. Dari sekian banyak tanaman obat yang secara tradisional digunakan namun belum begitu populer di masyarakat adalah gambir dalam bentuk ekstrak.
Gambir “Uncaria tomentosa” (Ut, Cat's claw), mempunyai khasiat sebagai antioksidan (Pilarski et al., 2006). Gambir adalah obat herbal yang kaya akan
antioksidan seperti catechin. Polifenol catechin berkhasiat sebagai radical- scavenging yang kuat dan antioksidan yang berkontribusi mencegah penyakit, seperti diabetes (Umeno, 2016). Catechin dapat memperbaiki kondisi diabetes dan komplikasinya dengan memodifikasi stres oksidatif (Samarghandian et al., 2017).
Sebelumnya telah dilaporkan oleh Takahasi et al. (2014), bahwa meminum teh hijau yang kaya akan catechin sedikit menghambat peningkatan KGD postprandial dan oksidatif pada wanita post menopause. Terbukti dengan meminum teh hijau yang mengandung catechin dapat mengurangi risiko menderita DMT2. Mekanisme kerja catechin sebagai antidiabetes dibuktikan melalui aktivitasnya dalam menghambat reaksi glikasi non enzymatis dengan protein (Lukacinova et al., 2008), dan melawan radikal bebas pada tikus yang diinduksi streptozotocin (Atef, 2011).
Dari telusuran literatur tentang penelitian-penelitian efek catechin sebagai antioksidan dan antidiabetes, belum ada data uji klinis gambir sebagai antioksidan dan antidiabetes pada manusia dengan memantau perubahan kadar MDA (penanda stress oxidative), SOD (antioksidan endogen) dan kadar glukosa darah (KGD). Penelitian ini bertujuan untuk membuktikan bahwa ekstrak gambir (Uncaria gambier Roxb) dapat mempengaruhi kadar Malondialdehyde (MDA), Superoxide dismutase (SOD) dan glukosa darah (KGD) pada penderita DMT2.
1.2 Rumusan Masalah
Belum ada bukti klinis secara sistematis pada manusia, apakah gambir (Uncaria gambier roxb) dapat menurunkan kadar penanda stress oksidatif MDA, meningkatkan kadar SOD (enzim antioksidan endogen) dan menurunkan KGD.
1.3 Tujuan Penelitian 1.3.1 Tujuan umum
Membuktikan adanya penurunan kadar MDA (penanda stress oksidatif), peningkatan SOD (antioksidan enzimatik) dan penurunan KGD pasca pemberian ekstrak gambir pada penderita DMT2.
1.3.2 Tujuan khusus
1. Menganalisis penurunan kadar MDA pasca pemberian ekstrak gambir pada penderita DMT2.
2. Menganalisis peningkatanSOD pasca pemberian ekstrakgambir pada penderita DMT2.
3. Menganalisis penurunan kadar glukosa darah pasca pemberian ekstrak gambir pada penderita DMT2.
4. Mendata efek samping yang terjadi selama 2 minggu penggunaan ekstrak gambir pada penderita DMT2.
1.4 Manfaat Penelitian
Dengan dibuktikan terjadi penurunan kadar MDA, peningkatan SOD dan penurunan KGD pasca pemberian gambir (uncaria gambir roxb) pada penderita DMT2, diharapkan penelitian ini akan bermanfaat untuk hal-hal berikut:
1. Ilmu pengetahuan: dapat menambah pemahaman mengenai khasiat gambir sebagai antioksidan alami pada penderita DMT2.
2. Klinisi: dapat menambah pemahaman tentang farmakologi gambir sebagai terapiadjuvant pada penderita DMT2.
3. Masyarakat: agar masyarakat dapat menggunakan gambir yang merupakan obat herbalsebagai terapi alternatif pada penderita DMT2.
1.5 Novelitas
Berdasarkan penelusuran kepustakaan, belum ditemukan laporan penelitian yang dipublikasikan secara nasional dan internasional tentang perubahan kadar MDA, SODdan KGD pasca pemberian gambir (uncaria) pada penderita DMT2.
1.6 Potensi Hak atas Kekayaan Intelektual (HAKI)
Potensi Hak Atas Kekayaan Intelektual (HAKI) dari penelitian ini adalah:
1. Efektivitas uji klinik herbal gambir (uncaria) pada penderita DMT2.
2. Bentuk sediaan obat herbal gambir (dalam bentuk kapsul) sebagai terapi alternatif obat DMT2.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Diabetes Melitus
2.1.1 Definisi dan epidemiologi
Diabetes melitus (DM) adalah gangguan metabolisme lemak, karbohidrat, dan metabolisme protein yang dihasilkan dari gangguan pada sekresi insulin, sensitivitas insulin, atau keduanya (Herrera et al., 2008).
Pemeriksaan diabetes melitus dilakukan dengan memeriksa kadar glukosa darah puasa (KGD puasa), kadar glukosa darah 2 jam post prandial (2- jamPP) dan HbA1c. Pemeriksaan glycated hemoglobin (HbA1c) menunjukkan rata-rata kadar glukosa darah selama 2-3 bulan. Expert Committee merekomendasikan pemeriksaan HbA1c untuk diagnosa diabetes melitus yang juga disetujui oleh ADA dengan batasan 6,5% . Cut point 6,5% diambil karena berhubungan dengan meningkatnya prevalensi retinopati pada kadar HbA1c ≥6,5% (ADA, 2017).
2.1.2 Klasifikasi dan etiologi diabetes melitus
Klasifikasi etiologis diabetes melitus adalah sebagai berikut, yaitu:
1. Diabetes melitus tipe 1 disebabkan oleh destruksi sel β pankreas, umumnya menjurus ke defisiensi insulin absolut karena autoimun atau idiopatik.
2. Diabetes melitus tipe 2 penyebabnya bervariasi, mulai yang dominan resisten insulin disertai defisiensi insulin relatif, sampai yang dominan defek sekresi insulin disertai resistensi insulin.
3. Diabetes melitus tipe lain, dapat disebabkan oleh defek genetik fungsi sel beta, defek genetik kerja insulin, penyakit eksokrin pankreas, endokrinopati,
disebabkan karena obat atau zat kimia, infeksi, penyebab imunologi yang jarang terjadi dan sindrom genetik lain yang berkaitan dengan diabetes melitus.
4. Diabetes melitus gestasional disebabkan karena kondisi kehamilan (PERKENI, 2015).
2.1.3 Patofisiologi Diabetes melitus type-2
Patofisiologi DMT2 disebabkan resistensi insulin di perifer, dimana terjadi glukoneogenesis di hati yang berlebihan dan gangguan sekresi insulin. Resistensi insulin di perifer terjadi akibat menurunnya kemampuan insulin untuk bekerja secara efektif pada jaringan terutama otot, lemak dan hati. Pada keadaan ini jumlah insulin normal atau lebih tetapi jumlah reseptor sel berkurang sehingga ambilan glukosa di sel berkurang. Akibat kekurangan glukosa sebagai bahan bakar dan jumlahnya meningkat dalam plasma akan memicu glukoneogenesis dalam hati (Pandelaki, 2011).
2.1.4 Kegagalan Fungsi sel β-pankreas
Berkurangnya massa sel beta pada DMT2 merupakan refleksi ketidak- mampuan fungsi intrinsik endokrin dari pankreas untuk melakukan kompensasi dalam hal ukuran, volume dan jumlah dari sel beta. Pada dasarnya pengendalian kadar gula darah tetap normal akan dapat mencegah terjadinya kerusakan sel beta (Del Prato 2004, DeFronzo, 2011). Pada DMT2 penurunan fungsi sel β-pankreas dipengaruhi oleh beberapa faktor, baik faktor yang bisa diintervensi maupun yang tidak (De Fronzo, 2005). Faktor-faktor yang masih bisa diintervensi antara lain resistensi insulin, glukotoksisitas, lipotoksisitas dan penimbunan amiloid serta
efek inkretin. Sedangkan faktor umur dan genetik tidak dapat diubah, tampak pada Gambar 2.1 berikut ini:
Gambar 2.1. Penyebab Kegagalan Fungsi sel β pada DMT2 Sumber: Kegagalan Sel β-pankreas, De Fronzo, 2005
2.1.4.1 Glukotoksisitas
Hiperglikemik yang berlangsung lama menyebabkan terjadinya peningkatan stress oksidatif, interleukin-1β (IL-1β) dan nuclear factor kappa β (NF- KB) menyebabkan peningkatan apoptosis sel beta.
2.1.4.2 Lipositokinesis
Peningkatan asam lemak bebas berasal dari jaringan adiposa terjadi proses lipolisis dan mengalami metabolisme non oksidatif menjadi ceramide yang toksik terhadap sel beta, sehingga terjadi apoptosis.
Kegagalan sel β
Genetik
Lipotoksisitas Glukotoksisitas
Efek Incretin
Deposit Amiloid
Umur
Resistensi Insulin
KEGAGALAN
SEL β
2.1.4.3 Penumpukan amiloid
Resistensi insulin akibat kerja insulin dihambat sehingga kadar glukosa darah akan meningkat dan sel beta akan berusaha mengkompensasi dengan meningkatkan sekresi insulin. Sehingga terjadi hiperinsulinemia. Peningkatan sekresi insulin diikuti sekresi amiloid dari sel beta dan akan ditumpuk disekitar sel beta. Akhirnya menjadi jaringan amiloid dan mendesak sel beta sendiri sehingga jumlah sel beta dan pulau langerhans menjadi berkurang 50-60% dari normal.
2.1.4.4 Resistensi insulin
Penyebab resistensi insulin pada DMT2 sebenarnya tidak begitu jelas, ada beberapa faktor yang berperan, yaitu: obesitas yang bersifat sentral (apple shape), diet tinggi lemak dan rendah karbohidrat, kurang gerak badan serta faktor keturunan (herediter).
2.1.4.5 Efek Inkretin
Inkretin mempunyai efek lansung terhadap sel beta dengan cara meningkatkan proliferasi sel beta, akan meningkatkan sekresi insulin dan mengurangi apoptosis.
2.1.5 Manifestasi klinis diabetes melitus
Berbagai keluhan dapat ditemukan pada penderita diabetes. Kecurigaan ada- nya diabetes melitus perlu dipikirkan apabila terdapat keluhan klasik diabetes melitus, antara lain:
a. Keluhan klasik diabetes melitus yaitu poliuria, polidipsia, polifagia, dan penurunan berat badan yang tidak dapat dijelaskan sebabnya.
b. Keluhan lain yaitu badan lemah, kesemutan, gatal, mata kabur, dan disfungsi ereksi pada pria, serta pruritus vulvae pada wanita.
2.1.6 Diagnosis diabetes melitus
Diagnosis diabetes melitus dapat ditegakkan melalui cara:
a. Jika keluhan klasik ditemukan, maka pemeriksaan glukosa plasma sewaktu >200 mg/dL sudah cukup untuk menegakkan diagnosis diabetes melitus.
Glukosa plasma sewaktu merupakan hasil pemeriksaan sesaat pada suatu hari tanpa memperhatikan waktu makan terakhir.
b. Pemeriksaan glukosa plasma puasa ≥126 mg/dL dengan adanya keluhan klasik. Glukosa darah puasa didefinisikan sebagai setidaknya tidak ada intake kalori selama 8 jam.
c. Tes toleransi glukosa oral (TTGO) atau glukosa darah 2 jam post prandial ≥ 200 mg/dL. Meskipun TTGO dengan beban 75 g glukosa lebih sensitif dan
spesifik dibanding dengan pemeriksaan glukosa plasma puasa, namun pemeriksaan ini memiliki keterbatasan tersendiri. Tes toleransi glukosa oral sulit untuk dilakukan berulang-ulang dan dalam praktek sangat jarang dilakukan karena membutuhkan persiapan khusus. Tes toleransi glukosa oral yang dilakukan dengan standar WHO, menggunakan beban glukosa yang setara dengan 75 g glukosa anhidrus yang dilarutkan ke dalam air.
d. Nilai HbA1C ≥ 6,5% (ADA, 2017; PERKENI, 2015).
2.1.7 Pengelolaan DM
Pengelolaan DM harus dilihat melalui 3 hal, yakni dengan mengendalikan glukosa (mengatur diet/gaya hidup, berolahraga dan mengkonsumsi obat/insulin);
mencegah faktor ko-morbid (dislipidemia, hipertensi, gangguan jantung korener);
dan menghindari obesitas untuk mencegah terjadinya komplikasi (penyakit kardiovaskuler, retinopati, nefropati, neuropati, komplikasi lainnya).
The National Institute for Health and Clinical Excellence of Type 2 Diabetes (NICE of type 2 Diabetes) merekomendasikan kontrol DM lebih tepat dan teratur terhadap konsentrasi kadar glukosa darah melalui program edukasi, gaya hidup, diet, mengukur tekanan darah, dan kadar lemak darah terutama trigliserida karena terbukti dapat mengurangi komplikasi diabetes. Kriteria pengendalian DM dapat dilihat pada Tabel 2.1 berikut ini:
Tabel 2.1. Kriteria Pengendalian DM (mg/dL)
Parameter kendali Diabetes Baik Sedang Buruk
Glukosa darah plasma (mg/dL) 80-100 110-125 ≥126 Glukosa darah 2 jam (mg/dL) 110-144 145-179 ≥180
Hb A1c (%) 6,5 6,5-8 >8
Kolesterol total (mg/dL) <200 200-239 ≥240
Kolesterol LDL (mg/dL) <100 100-129 ≥130
Kolesterol HDL (mg/dL) <35 35-70 ≥ 70
Trigliserida ((mg/dL) <150 150-199 ≥200
IMT (kg/m2) 18,5-22,9 23-25 >25
Tekanan darah (mm/Hg) <130/80 130-140/80-90 >90/140 Sumber: KriteriaPengendalian Diabetes Melitus (Soegondo et al., 2009).
Kendali glukosa meliputi diet/gaya hidup, latihan jasmani dan obat/insulin kemudian kelainan komorbid menjelaskan tentang dislipidemi, hipertensi, obesitas serta gangguan jantung koroner, dan penapisan/pengelolaan komplikasi yaitu retinopati, nefropati, neuropati, penyakit kardiovaksuler dan komplikasi lainnya (ADA, 2017).
Tujuan utama terapi diabetes melitus adalah mengurangi resiko mikro-
dapat menurunkan resiko perkembangan komplikasi penyakit mikrovaskular, sedangkan managemen secara agresif faktor resiko kardiovaskular (seperti berhenti merokok, terapi dislipidemia, kontrol secara intensif tekanan darah, dan terapi antiplatelet) dibutuhkan untuk menurunkan kemungkinan perkembangan penyakit makrovaskular (Soegondo et al., 2009).
2.1.8 Membedakan Karakteristik DMT1 dengan DMT2
Kadang-kadang sukar untuk dapat menetapkan seseorang termasuk dalam klasifikasi tipe DM. Ada beberapa karakteristik yang dapat digunakan untuk membedakan DMT1 dan DMT2, terlihat pada Tabel 2.2:
Tabel 2.2 Karakteristik DM
Karakteristik DM DMT1 DMT2
Ketoasidoasis Mudah terjadi Tidak mudah
Pengobatan dengan insulin Harus Tidak harus
Onset Akut Lambat
Bentuk tubuh Kurus Gemuk/tidak gemuk
Umur Usia Muda >45 tahun
Berhubungan dengan HLA DR 3 dan DR 4 Tidak berhubungan
Islet cell antibody (ICA) Didapat tidak ada
Riwayat keluarga DM 10% 30%
Kembar identik terkena DM 30-50% ±100%
Sumber: Karakteristik Diabetes Melitus, Soegondo et al., 2009
Pentingnya menentukan target terapi pada penetalaksanaan diabetes disebabkan komplikasi berat yang muncul pada penderita diabetes (Tabel 2.3).
Tabel 2.3 Target Terapi Diabetes Melitus
NILAI TARGET
Glikemik
1. HbA1c < 7% Pengukuran setiap 3 bulan sampai mencapai target terapi, kemudian dapat dilanjutkan dengan tiap 6 bulan
2. Glukosa plasma preprandial 80-130 mg/dL 3. Glukosa plasma postprandial
(puncak) < 180 mg/dL
Tekanan Darah < 140/80 mmHg
Lipid Evaluasi minimal setiap tahun
1. LDL kolesterol < 100 mg/dL atau < 70 mg/dL pada pasien dengan resiko tinggi
2. HDL kolesterol >40 mg/dL pada pria dan > 50 mg/dL pada wanita
3 Trigliserida < 150 mg/dL
Monitoring komplikasi pada:
1. Mata Dilatasi mata diperiksa setiap tahun 2. Kaki Kaki diperiksa pada tiap kali kunjungan 3. Mikroalbuminuria Tiap tahun
(ADA, 2017; Kroon et al., 2013; Harrera et al., 2008)
2.1.9 Mekanisme kerja dan efek samping oral anti diabetik Metformin Penelitian Dries et al. (2017), melaporkan bahwa meskipun hubungan dengan tingkat SOD tidak menonjol, namun konsentrasi plasma metformin menunjukkan korelasi negatif dengan tingkat MDA, sehingga dapat dilakukan tindakan protektif terhadap efek peroksidasi lipid dan berpengaruh terhadap stres oksidatif. Aksi metformin mirip dengan kombinasi apocynin, inhibitor NADPH oksidase, dan thenoyl-trifluoroacetone, inhibitor transpor elektron mitokondria.
Ini menunjukkan bahwa efek antioksidan metformin mungkin bekerja pada NADPH oksidase dan mitokondria (Bellin et al., 2006). Studi lain menunjukkan kemampuan metformin dalam menghambat produk akhir glikasi (Beisswenger et
follow-up pasien DM sangat penting dalam meningkatkan tingkat kelangsungan hidup dan meningkatkan kualitas hidup pasien ini, karena onset komplikasi diabetes secara langsung berkaitan dengan pengobatan yang efektif . Apabila follow up pengobatan kurang baik maka sulit untuk mengontrol kadar glukosa darah penderita DM (Kassahun et al., 2016; Ray et al., 2009; Lang et al., 2016).
Tidak ada perbedaan statistik pada tingkat SOD yang diamati setelah follow-up farmakoterapi, namun ada peningkatan kecil pada kadar glukosa darah, HbA1c, kolesterol, trigliserida, dan LDL. Kombinasi dari faktor-faktor ini mungkin berkontribusi pada tingkat penurunan MDA yang signifikan, menunjukkan pengurangan stres oksidatif setelah tindak lanjut dan ada peningkatan kadar metformin plasma setelah follow-up farmakoterapi, menunjukkan perbaikan dalam pengobatan DM (Dries et al., 2017).
Laporan kejadian yang tidak diinginkan dari penggunaan obat, penting untuk menjamin obat aman dikonsumsi masyarakat luas. Pasien yang mendapat efek samping metformin menunjukkan tidak ada perubahan signifikan dalam parameter yang dianalisis. Ini mungkin karena semua efek merugikan yang diamati terjadi di saluran pencernaan, akibat penyerapan glukosa yang lebih rendah (Rovaris et al., 2011). Selain itu, tidak ada pasien yang mengalami asidosis laktik, yang dianggap sebagai efek buruk metformin yang paling parah (Bouchoucha et al., 2011) dan memiliki pengaruh terhadap tingkat stres oksidatif.
Tidak ada perbedaan yang signifikan pada SOD mengenai jumlah komplikasi diabetes, atau dalam perbandingan kelompok dengan dan tanpa komplikasi seperti itu (Dries et al., 2017). Beberapa penelitian menunjukkan bahwa peningkatan
glikasi protein dapat menyebabkan penurunan konsentrasi vaskular SOD, penurunan aktivitas SOD intraseluler, dan peningkatan produksi superoksida.
Jumlah dari efek ini cenderung mengganggu keseimbangan superoksida dan oksida nitrat dalam pembuluh darah pasien diabetes dan mungkin memainkan peran dalam patogenesis penyakit pembuluh darah perifer yang terkait dengan diabetes (Fattman et al., 2003). Namun, ketika membagi populasi penelitian dengan ada atau tidak adanya komplikasi diabetes, diamati bahwa kadar glukosa darah, HbA1c, dan MDA meningkat secara signifikan dibandingkan dengan kelompok tanpa komplikasi, sementara kadar metformin plasma menurun (Dries et al., 2017). Faktor-faktor ini saling terkait, sebab konsentrasi terendah metformin cenderung memperburuk kontrol glikemik dan stres oksidatif, sehingga meningkatkan terjadinya berkembangnya komplikasi diabetes (Tapp et al., 2006).
2.2 Mekanisme hiperglikemia menginduksi kerusakan jaringan.
Ada 5 mekanisme yang ditimbulkan oleh kondisi hiperglikemia yang terus menerus sehingga memicu mitokondria memproduksi ROS berlebihan.
Gambar 2.2.Efek hiperglikemia pada Berbagai Pathway
Keterangan singkatan gambar: NF-κB, Nuclear factor kappa B; PARP, Poly(ADP-ribose) polymerase; PKC, Protein kinase C; AGE, Advanced glycation endproducts; RNS, Reactive nitrogen species; ROS, Reactive oxygen species, GSH, glutathione; GSSG, oxidized glutathione;
UDPGlcNAc, UDP-N-Acetylglucosamine; VEGF, Vascular endothelial growth factor.
(Dikutip dari Pharmacol Ther. 2008 Jun 13. Diabetic neuropathy: Mechanisms to management, Edwards JL, Vincent AM, Cheng HL, Feldman EL).
Metabolisme glukosa yang berlebihan akan menghasilkan banyak NADH dan memicu overload dari siklus transport elektron menyebabkan terjadinya stres oksidatif dan kerusakan sel aktivasi dari PARP. Teraktivasinya PARP oleh ROS juga berkaitan dengan hexosamine dan PKC pathway dalam menginduksi inflamasi dan kerusakan jaringan. Kombinasi dari stres oksidatif dan hiperglikemia dalam mengaktifkan pathway dari AGE, polyol, hexosamine dan PKC dengan memicu ketidakseimbangan redox dan terganggunya gene expression, maka akan semakin berat kondisi stres oksidatif yang dialami.
Pathway ini juga akan menginduksi inflamasi dan neuronal dysfunction.
Cell Dysfunction & Death
2.2.1 Advanced glycation endproducts (AGEs)
Advanced glycation endproducts dibentuk oleh reaksi glukosa nonenzimatik dan senyawa glikasi lainnya yang berasal dari glukosa dan dari oksidasi asam lemak, meningkat pada endotel sel arteri. Pada diabetes, AGEs ditemukan dalam jumlah yang meningkat dalam matriks ekstraseluler (Candido et al., 2003). Produksi intra-seluler AGE prekursor dapat merusak sel dengan 3 mekanisme umum:
Pertama, protein intraseluler yang dimodifikasi oleh AGEs telah berubah fungsi.
Kedua, komponen matriks ekstraseluler dimodifikasi oleh prekursor AGE ber- interaksi secara abnormal dengan matriks dan dengan reseptor matriks (integrin) yang diekspresikan di permukaan sel.
Ketiga, protein plasma dimodifikasi oleh prekursor AGE berikatan dengan reseptor AGE pada sel seperti makrofag, sel endotel vaskular, dan vaskular sel otot polos. Reseptor untuk ikatan AGE (RAGE) menginduksi produksi ROS, yang pada akhirnya mengaktifkan transkripsi faktor nuklir pleiotropic (NF)-kB, menyebabkan beberapa perubahan patologis dalam ekspresi gen (Han et al., 2005).
2.2.2 Jalur Polyol
Jalur polyol mengubah glukosa menjadi fruktosa melalui reduksi dua langkah/oksidasi: Pertama, reduktase aldosa mengurangi glukosa menjadi sorbitol, dan kemudian sorbitol dehidrogenase mengoksidasi sorbitol menjadi fruktosa (Gambar 2.2.). Baik aldose reduktase maupun sorbitol dehidrogenase
yang ada di jaringan rentan terhadap komplikasi diabetes. Jalur aldose reduktase rentan terhadap aktivasi berlebihan oleh efek aksi massa hiperglikemia, yang menghasilkan ketidakseimbangan dari dua jalur metabolit, NADPH dan sorbitol.
Kelebihan glukosa melalui jalur ini menyebabkan konsumsi NADPH, yang diperlukan untuk regenerasi glutathione berkurang (Djordjevic, 2004; Mathers et al., 2004). Menipisnya glutathione sekunder untuk aktivitas aldose reduktase berlebihan sehingga membuat sel rentan terhadap stres oksidatif. Peningkatan produksi sorbitol menyebabkan lingkungan intraseluler menjadi hipertonik, dan menyebabkan penghamburan kompensasi dari osmolit lain seperti myo-inositol (MI), penting dalam transduksi sinyal dan taurin (antioksidan) (Vincent et al., 2006; Nakamura et al., 1999). Potensi pereduksi intraseluler selanjutnya dikurangi dengan langkah kedua dalam jalur poliol, produksi fruktosa (Feldman et al., 1997). Produksi fruktosa yang distimulasi oleh hiperglikemia mendorong glikasi dan penipisan NADPH lebih lanjut. Akhirnya, aktivasi aldose reduktase juga dapat meningkatkan pembentukan diasilgliserol, sehingga mengaktifkan jalur protein kinase C yang merusak (Uehara et al., 2004; Yamagishi et al., 2003).
Beberapa studi klinis tentang gen aldose reduktase mengungkapkan polimorfisme berhubungan dengan kerentanan terhadap komplikasi diabetes. Pasien dengan genotipe “aldose reduktase expression” tinggi umumnya ditemukan memiliki neuropati diabetes di masa awal sementara pasien dengan genotipe “aldose reduktase expression” rendah rentan terhadap neuropati (Donaqhue et al., 2005).
2.2.3 Peningkatan Aktivasi Protein Kinase C (PKC)
Aktivasi yang terus-menerus dan berlebihan dari beberapa isoform PKC sebagai jalur mediasi jalur ketiga yang umumnya rusak akibat ROS yang diinduksi diabetes. Hasil utama dari sintesis de novo DAG ditingkatkan dari glukosa via triose phosphate yang ketersediaannya meningkat karena peningkatan ROS menghambat aktivitas enzim glikolitik GAPDH, meningkatkan level intraseluler dari prekursor DAG triose phosphate. Penelitian ini membuktikan bahwa peningkatan aktivitas isoform PKC juga bisa dihasilkan dari interaksi antara AGEs dan reseptor permukaan selnya. Pembentukan ekstra-seluler protein AGEs tidak hanya mengganggu adhesi seluler (melalui interferensi dengan interaksi protein permukaan sel/matriks ekstraseluler), tetapi juga mengaktifkan reseptor permukaan sel spesifik untuk AGEs, yang dikenal sebagai RAGE (Ramasamy et al., 2007). Aktivasi RAGE oleh AGEs ekstraseluler menyebabkan aktivasi faktor transkripsi nuklir faktor kappa B (NF-κB), yang mengatur ekspresi gen, apoptosis dan peradangan (Gambar 2.2).
2.2.4 Jalur Hexosamine
Sama seperti jalur polyol, kelebihan glukosa yang tersedia menyebabkan peningkatan fluks melalui jalur hexosamine. Dalam keadaan normal, sejumlah kecil glikolitik fosfat antara fruktosa-6 dipisahkan dari glikolisis ke jalur heksosamin. Jalur hexosamine dapat mengubah fruktosa-6 fosfat menjadi glukosamin-6 fosfat oleh glutamin fruktosa-6 fosfat amidotransferase (Thornalley, 2005). Glukosamin-6 fosfat kemudian diubah menjadi uridin difosfat-N-asetil
transferase, O-GlcNAC ke serin dan treonin residu dari faktor transkripsi dan mengubah ekspresi gen (Brownlee, 2001). Dengan demikian, peningkatan yang dipicu oleh hiperglikemia dalam fluks melalui jalur ini menghasilkan kelainan pada ekspresi gen (Brownlee, 2005; Sayeski et al., 1996).
2.2.5 Jalur Poly-ADP Ribose Polymerase (PARP)
Poly-ADP Ribose Polymerase adalah suatu nuklear enzim yang terkait erat dengan stres oksidatif-nitrosatif, pada neuron sensorik, sel Schwann, dan sel endotel. Saat terjadi hiperglikemia, radikal bebas, dan oksidan merangsang aktivasi PARP. PARP juga menyebabkan stres oksidatif (Gambar 2.2) (Obrosova et al., 2005). PARP memecah nukleotida adukin nikotinamida (NAD+) menjadi nikotinamida, dan juga menghilangkan residu ADP-ribosa yang melekat pada protein nuklir (Southan et al., 2003). Reaksi katalitik PARP menyebabkan sejumlah efek merusak, termasuk perubahan dalam ekspresi gen, peningkatan dalam konsentrasi radikal bebas dan oksidan, deplesi NAD+, dan shunting intermediet glikolitik ke jalur patogen lainnya yang dapat menyebabkan aktivasi PKC dan pembentukan AGE (Obsorova et al., 2005; Du et al., 2003; Apfel, 2002).
2.3 Radikal Bebas
Radikal bebas adalah senyawa kimia reaktif yang merupakan spesies yang mengandung satu atau lebih elektron yang tidak berpasangan. Mereka juga dapat dianggap sebagai radikal yang diperlukan untuk signaling yang terlibat dalam proses diferensiasi dan migrasi normal. Radikal bebas menyebabkan
kerusakan pada sel akibat elektron yang tidak berpasangan sehingga menghasilkan oksidasi komponen sel dan molekul. Mereka umumnya sangat tidak stabil dan sangat reaktif (Obsorova et al., 2005).
2.3.1. Jenis-jenis Radikal Bebas
Radikal bebas diklasifikasikan menjadi 2 jenis, yaitu:
1. Reactive oxygen species (ROS).
2. Reactive Nitrogen species (RNS)
3. Reactive chlorine species (RCS) ((Droge, 2011) 2.3.2. Produksi dan Scavenging dari Radikal Bebas
Zat eksogen dan endogen menghasilkan radikal bebas dalam sel dan sekitarnya serta dapat diproduksi dari reaksi non-enzimatik senyawa organik dengan oksigen dan juga yang diprakarsai oleh radiasi pengion. Proses ini juga dapat terjadi pada mitokondria oleh fosforilasi oksidatif. Sumber yang berbeda meliputi produksi radiasi, ROS, RNS, Neutrofil dan makrofag, bahan kimia, rokok, cerutu dan limbah industri (Shen, 2010). Untuk menghindari efek buruk dari radikal bebas ini, tubuh memiliki mekanisme yang berbeda untuk menghasilkan antioksidan, endogen atau eksogen, yang akan menetralisir peningkatan jumlah radikal bebas dan menjaga agar sel tetap terlindungi dari efek toksiknya dan berkontribusi terhadap pencegahan penyakit (Pham-Huy et al., 2008) (lihat Gambar 2.3).
