KARYA TULIS AKHIR. PENGARUH EKSTRAK BIJI ANGGUR MERAH (Vitis vinifera) TERHADAP PERBAIKAN SEL OTAK TIKUS PUTIH MODEL DIABETIKUM

KARYA TULIS AKHIR

PENGARUH EKSTRAK BIJI ANGGUR MERAH (Vitis vinifera) TERHADAP PERBAIKAN SEL OTAK TIKUS PUTIH

MODEL DIABETIKUM

Oleh:

MOHAMMAD SUTAMI 08020086

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG FAKULTAS KEDOKTERAN

LEMBAR PENGESAHAAN LAPORAN HASIL PENELITIAN Telah disetujui sebagai hasil penelitian

untuk memenuhi persyaratan Pendidikan Sarjana Fakultas Kedokteran

Universitas Muhammadiyah Malang

Tanggal : 22 Maret 2012 Pembimbing I dr. Meddy Setiawan, Sp.PD. Pembimbing II dr. Rahayu, Sp.S. Mengetahui, Fakultas Kedokteran Dekan,

Karya Tulis Akhir oleh Mohammad Sutami ini telah diuji dan dipertahankan di depan Tim Penguji Pada tanggal : 22 Maret 2012

Tim Penguji

dr. Meddy Setiawan, Sp.PD , Ketua

dr. Rahayu, Sp.S , Anggota

dr. Hawin Nurdiana, M.Kes. , Anggota

i

HASIL PENELITIAN

PENGARUH EKSTRAK BIJI ANGGUR MERAH (Vitis vinifera) TERHADAP PERBAIKAN SEL OTAK TIKUS PUTIH

MODEL DIABETIKUM

KARYA TULIS AKHIR Diajukan kepada

Universitas Muhammadiyah Malang untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan

dalam Menyelesaikan Program Sarjana Fakultas Kedokteran

Oleh:

MOHAMMAD SUTAMI 08020086

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG FAKULTAS KEDOKTERAN

ii

KATA PENGANTAR

Alhamdulillahirrabil’alamin, Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan kurnianya sehingga penulis dapat menyelesaikan karya tulis akhir yang berjudul “Pengaruh Ekstrak Biji Anggur Merah (Vitis Vinifera) terhadap Perbaikan Sel Otak Tikus Putih Model Diabetikum”. Shalawat dan salam senantiasa tercurahkan pada junjungan Rasulullah Muhammad SAW yang telah membimbing umat manusia dari zaman gelap menuju jalan yang teran benderang yakni agama Islam.

Penulisan penelitian ini dilakukan dalam rangka memenuhi salah satu syarat untuk mencapai gelar Sarjana Kedokteran Jurusan Pendidikan Dokter pada Fakultas Kedokteran Universitas Muhammadiyah Malang. Penulis menyadari bahwa, tanpa bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak, dari masa perkuliahan sampai pada penyusunan penelitian ini, sangatlah tidak mudah. Oleh karena itu, penulis mengucapkan terima kasih kepada:

1. Ibunda dr. Hj. Wiwiek Djarwiati, M,Ap, Ayahanda Sartawan SH, dan saudara-saudari penulis Mohammad Fitrianto, Aisyah Arfiani, Mohammad Irfan, Lukman, Sopyan Natanial, yang telah memberikan dorongan motivasi dan kasih sayang, sehingga penulis bisa menyelesaikan karya tulis ini.

2. dr.Irma Suswati, M.Kes selaku dekan Fakultas Kedokteran.

3. dr. Meddy Setiawan, Sp.PD selaku pembimbing I atas dukungan dan saran yang telah diberikan dalam penyusunan karya tulis akhir ini.

4. dr. Rahayu, Sp.S selaku pembimbing II atas kesabaran dan ketelitian dalam membimbing dan mengoreksi demi kesempurnaan karya tulis akhir ini.

5. dr. Hawin Nurdiana, M.Kes selaku penguji atas saran, kritik dan bimbingannya.

6. dr. Thontowi Djauhari NS M.Kes atas semua pengalaman hidup yang telah dibagikan sehingga dapat membuka wawasan penulis.

7. Mas Aris Sandi beserta staf Laboratorium Kimia, terima kasih banyak atas segala bantuan dan dukungan yang diberikan.

8. Seluruh staf Tata Usaha dan Staf Lab.Terpadu Fakultas Kedokteran (Bu Rom, Pak Yono, Mas Didit, Mas Faisal, Mas Nyono, Pak Husnan, Mas Miftah, Pak

iii

Joko, Mbak Emi, Mbak Dilla, Mbak Fat dan Bu Tyas). Terima kasih atas bantuan yang diberikan kepada penulis..

9. Eka Fafa yang telah memberikan ide kepada penulis untuk penelitian ini. 10. Sahabat penulis Yosi, Anisa, Handy, Rijal, Dian, Rahayu, Faritz, Remo serta

angkatan FK 2008 yang telah banyak memberi doa dan dukungannya.

11. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu, yang telah memberikan bantuan dalam penyelesaian penelitian ini.

Penelitian ini masih jauh dari kesempurnaan. Dengan kerendahan hati penulis mohon maaf yang sebesar-besarnya dan mengharapkan saran dan kritik yang membangun. Semoga penelitian ini dapat menambah wawasan dan bermanfaat bagi semua pihak.

Malang, 22 Maret 2012

iv ABSTRAK

Sutami, Mohammad. 2012. Pengaruh Ekstrak Biji Anggur Merah (Vitis vinifera) Terhadap Perbaikan Sel Otak Tikus Putih Model Diabetikum. Tugas Akhir. Fakultas Kedokteran Universitas Muhammadiyah Malang. Pembimbing: (1) Meddy Setiawan* (2) Rahayu**

Latar Belakang : Komplikasi diabetes yang paling sering terjadi adalah kerusakan saraf. Kerusakan saraf terjadi karena proses radikal bebas yang menyebabkan apoptosis dari neuron. Ekstrak biji anggur merah mengandung Oligomer Proanthocyanidin Complex (OPC) yang mampu menangkap radikal bebas sehingga dapat memperbaiki kerusakan otak pada penderita diabetes.

Tujuan : Membuktikan pengaruh ekstrak biji anggur merah (Vitis vinifera) terhadap perbaikan sel otak tikus putih model diabetikum.

Metode : True experimental, dengan rancangan The Post Test Control Group Design. Sampel tikus putih strain wistar yang dibagi 4 kelompok. Kelompok I: kontrol negatif, Kelompok II: kontrol positif dan Alloxan, Kelompok III: Alloxan dan ekstrak biji anggur merah (Vitis vinifera) 0,093 gr/200 gr BB/hari, Kelompok IV: diberi Alloxan dan ekstrak biji anggur merah (Vitis vinifera) 0,187 gr/200 gr BB/hari. Analisis data menggunakan One Way Anova, uji tukey 5%, uji korelasi, dan uji regresi linier.

Hasil Penelitian dan Diskusi : Dari hasil uji One Way Anova, didapatkan pengaruh yang bermakna (nilai sig = 0,000 < α(0,05)) antar kelompok perlakuan. Hasil uji tukey 5% pada swelling cell didapatkan notasi yang berbeda antar kelompok dan pada pyramidal edema didapatkan notasi berbeda pada kelompok II dan III. Hasil uji korelasi didapatkan nilai pearson correlation = -0,938 pada sweelling cell dan pearson correlation = -0,814 pada pyramidal edema. Hasil uji regresi didapatkan R2 = 0,880 pada sweelling cell dan R2 = 0,663 pada pyramidal edema. OPC yang terkandung dalam ekstrak biji anggur dapat memperbaiki sel otak tikus model diabetikum melalui mekanisme scavenging free radicals dan chealation of transition metal.

Kesimpulan : Pemberian ekstrak biji anggur merah (Vitis vinifera) berpengaruh terhadap perbaikan sel otak tikus putih model diabetikum

Kata Kunci : Tikus Putih Model Diabetikum, Alloxan, Swelling Cell, Pyramidal Edema, Ekstrak Biji Anggur Merah (Vitis Vinifera), Oligomer Proanthocyanidin Complex (OPC).

* : Staff pengajar Ilmu Penyakit Dalam FK UMM ** : Staff pengajar, FK UMM

v ABSTRACT

Sutami, Mohammad. 2012. The Effect of Red Grape Seed Extract (Vitis vinifera) to Repair the Brain Cells of White Rats Model of Diabetic. Final Assignment. Faculty of Medicine, Muhammadiyah University of Malang. Advisors: (1) Meddy Setiawan * (2) Rahayu **

Background : The complication of diabetic usually damage the nerves. The damage of nerves happened because reactive oxidative process that cause neuron apoptosis. Red grape seed extract contains Oligomer Proanthocyanidin Complex (OPC) that are able to repair brain cells in diabetes people.

Objective : To prove the effect of red grape seed extract (Vitis vinifera) to repair brain cells of white rats model of diabetic.

Method : True experiment with The Post Control Group Design. The strain wistar samples were divided into 4 groups. Group I: Negative control, group II: positive control with Alloxan injection, group III : Injected with Alloxan and 0,093 gr/200 gr BB/day red grape seed extract. And group IV: Injected with Alloxan and 0,187 gr/200 gr BB/day red grape seed extract. Data were analyzed by One Way Anova, 5% tukey test, correlation test, and linier regression test. Result and Discussion : One Way Anova test showed significant effect (sig value=0,000 < α(0,05)) on the experiment groups. From Tukey test 5% result showed there was significant different notation between swelling cell and pyramidal edema showed different notification in group II and III. The results of correlation test showed Pearson correlation value = -0.938 for sweelling cell and pearson correlation = -0.814 for pyramidal. Regression test showed R2 = 0.880 for sweelling cell and R2= 0.663 for pyramidal edema. Red grape seed extract contains Oligomer Proanthocyanidin Complex (OPC) that is able to repair white rat of diabetic models through the mechanism of scavenging free Radicals and chealation of transition metal.

Conclusion : The delivered of red grape seed extract (Vitis vinifera) take effects to repair brain cells of white rat diabetic model.

Key words : White Rat Diabetic Model, Alloxan, Swelling Cell, Pyramidal Edema, Red Grape Seed Extract (Vitis Vinifera), Oligomer Proanthocyanidin Complex (OPC).

* : staff lecturer division of Internal Medicine, Faculty of Medicine, UMM ** : Staff, Faculty of Medicine, UMM

vi DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ...i

KATA PENGANTAR ...ii

ABSTRAK ...iv

ABSTRACT ...v

DAFTAR ISI ...vi

DAFTAR TABEL ...x

DAFTAR GAMBAR ...xi

DAFTAR SINGKATAN ...xi

DAFTAR LAMPIRAN ...xiv

BAB 1 PENDAHULUAN ...1 1.1. Latar Belakang ...1 1.2. Rumusan Masalah ...4 1.3. Tujuan ...4 1.3.1. Tujuan Umum ...4 1.3.2. Tujuan Khusus ...4 1.4. Manfaat Penelitian ...5 1.4.1. Manfaat Akademis ...5 1.4.2. Manfaat Klinis ...5 1.4.3. Manfaat Masyarakat ...5

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA ...6

vii 2.1.1 Definisi ...6 2.1.2 Patogenesis ...7 2.1.2.1 Diabetes Tipe 1 ...7 2.1.2.2 Diabetes Tipe 2 ...9 2.1.3 Klasifikasi Klinis ...11 2.1.4 Kriteria Diagnosis ...12

2.1.5 Komplikasi Diabetes Melitus ...13

2.1.5.1 Komplikasi Akut Diabetes Melitus ...13

2.1.5.2 Komplikasi Kronik Diabetes Melitus ...14

2.2 Anggur ...15

2.2.1 Taksonomi ...15

2.2.2 Morfologi Tanaman Anggur ...16

2.2.3 Tempat dan Syarat Tumbuh ...17

2.2.4 Jenis-jenis Anggur di Indonesia ...17

2.2.5 Manfaat Buah Anggur ...19

2.3 Alloxan ...20

2.3.1 Sekilas tentang Alloxan ...20

2.3.2 Mekanisme Kerja Alloxan ...21

2.4 Otak ...22

2.4.1 Histologis Otak ...22

2.4.2 Fungsi Fisiologis Otak ...24

2.4.2.1 Serebrum ...24

2.4.2.2 Hipokampus ...26

viii

2.5 Hubungan Antara Diabetes Melitus Terhadap Kerusakan Sel Otak ...29

2.6 Mekanisme Ekstrak Biji Anggur Merah Dalam Menurunkan Kerusakan Sel Otak ...33

BAB 3 KERANGKA KONSEP DAN HIPOTESIS ...35

3.1 Kerangka Konsep ...35

3.2 Hipotesis ...36

BAB 4 METODE PENELITIAN ...37

4.1 Rancangan dan Lokasi Penelitian ...37

4.2 Populasi dan Sampel ...37

4.3 Karakteristik Sampel Penelitian...38

4.4 Variabel Penelitian ...39

4.5 Definisi Operasional ...39

4.6 Alat dan Bahan ...40

4.7 Alur Penelitian ...42

4.8 Prosedur Penelitian ...43

4.9 Analisis Data ...48 .

5 BAB 5 HASIL PENELITIAN DAN ANALISIS DATA ...50

5.1 Hasil Penelitian ...50

5.1.1 Hasil Pengukuran Glukosa Darah dengan Metode GOD-PAP ...50

5.1.2 Hasil Pengamatan Preparat Histologis Otak Tikus ...52

5.1.3 Prosentase Cell Swelling (CS) dan Pyramidal edema (PE) ...56

5.2 Analisis Data ...58

6 BAB 6 PEMBAHASAN ...60

ix

7.1 Kesimpulan ...66

7.2 Saran ...66

DAFTAR PUSTAKA ...67

x

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Klasifikasi Diabetes Melitus ... 11

Tabel 2.2 Kriteria diagnosis DM ... 12

Tabel 2.3 Kadar glukosa darah sewaktu dan puasa sebagai patokan penyaring dan diagnosis DM (mg/dL) ... 13

Tabel .2.4 Ciri-ciri Vitis Vinifera dan Vitis Labrusca ... 18

Tabel.2.5 Kandungan gizi buah anggur dalam setiap 100 gram buah segar ... 19

Tabel. 2.6 Perbedaan apoptosis dan nekrosis ... ..……29

Tabel 4.1 Konversi dosis antar spesies ... 44

Tabel 5.1 Rerata Kadar Glukosa Darah Puasa Tikus Putih ... 51

Tabel 5.2 Rerata Kadar Glukosa Darah 2 jam PP Tikus Putih ... 51

xi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Model Perkembangan Diabetes tipe 1 ... 7

Gambar 2.2 Buah Anggur Merah ... 15

Gambar 2.3 Korteks Serebri: Irisan Tegak Lurus terhadap Permukaan Korteks .. 23

Gambar 2.4 Daerah Sentral Korteks Serebri. ... 24

Gambar 2.5 Struktur Otak Manusia ... 25

Gambar 2.6 Perbedaan Apoptosis dan Nekrosis Sel ... 28

Gambar 2.7 Hubungan Diabetes Melitus tipe 2 dengan terjadinya dimensia vaskuler ... 30

Gambar 2.8 Gambaran Korteks Serebri yang Mengalami Nekrosis ditandai Dengan Adanya cell swelling dengan inti sel yang terdesak ke tepi ... 32

Gambar 5.1 Rerata Kadar Glukosa Darah Puasa Tikus Putih ... 51

Gambar 5.2 Rerata Kadar Glukosa Darah 2 jam PP Tikus Putih ... 51

Gambar 5.3Tampak Sel Astrosit normal (A) dan sel Pyramidal normal (B) pada kelompok I sebagai kontrol negatif. (Perbesaran 400x). ... 52

Gambar 5.4 Tampak pyramidal Edema (A dan B) dan Cell swelling (C) pada kelompok II sebagai kontrol positif . (Perbesaran 400x) ... 53

Gambar 5.5 Tampak pyramidal normal (A dan B) pada kelompok III ... 54

Gambar 5.6 Tampak pyramidal normal (A dan B) pada kelompok IV ... 54

xii

DAFTAR SINGKATAN

ACH : Acetylcholine

AD : Alzheimer's disease

ADA : American Diabetes Association

ANOVA : Analysis of Variance

APP : Amyloid Precursor Protein

CNS : Central Nervous System

CS : Cell Swelling

DKA : Diabetic ketoasidosis

DM : Diabetes Mellitus

DNA : Deoxyribose Nuclead Acid

FE : Ferro

GLUT : Glucose Transporter

GOD : Glukosa Oksidase

GSH : Glutathione

HHNK : Hiperosmolar non ketotik

HNF : Hepatic Nuclear Factor

xiii

MODY : Maturity Onset Diabetes of the Young

NaCL : Natrium Chlorida

NRF-2 : NF-E2-related factor 2

OPC : Oligomer Proanthocyanidin Complex

PD : Parkinson's disease

PE : Pyramidal edema

POD : Peroksidase

RNS : Reactive nitrogen species

ROS : Reactive Oxygen Species

TCA : Tricarboxylic acid cycle

xiv

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 Hasil Pengamatan glukosa darah dengan metode GOD PAP setelah

pemberian alloxan ... 72

Lampiran 2 Hasil Pengamatan Glukosa (Gula darah) dengan Metode GOD PAP setelah Pemberian Ekstrak Biji Anggur Merah ... 73

Lampiran 3 Hasil Penghitungan Sel Preparat otak ... 74

Lampiran 4 Analisa data Swelling Cell Organ Otak ... 78

Lampiran 5 Analisa data Pyramidal Edema Organ Otak ... 82

Lampiran 6 Kartu Konsultasi Tugas Akhir ... 87

Lampiran 7 Surat Keterangan Identifikasi Tanaman ... 88

Lampiran 8 Surat Keterangan Pengamatan Swelling Cell dan Pyramidal Edema. 89 Lampiran 9 Surat Keterangan Penelitian ... 90