ABSTRAK
EFEKTIVITAS BERBAGAI DOSIS EKSTRAK ETANOL KULIT MANGGIS TERHADAP PARASITEMIA PADA MENCIT
YANG DIINOKULASI Plasmodium berghei
Debora Rumintang M., 2014. Pembimbing I: Prof. Dr. Susy Tjahjani, dr. M.Kes. Pembimbing II: Khie Khiong, dr., S.Si., M.Si.,
M.Pharm.Sc., Ph.D., PA (K)
Malaria merupakan penyakit infeksi yang masih menjadi masalah kesehatan di Indonesia. Kulit manggis yang dianggap limbah mengandung antioksidan xanton yang dapat memerangkap radikal bebas dan mencegah polimerisasi heme sehingga berpotensi sebagai antimalaria.
Penelitian ini bertujuan mengetahui efektivitas ekstrak etanol kulit manggis dalam menurunkan parasitemia pada mencit yang diinokulasi Plasmodium berghei dan mengetahui apakah ekstrak etanol kulit manggis lebih baik dibandingkan terapi tunggal artemisinin dalam menurunkan parasitemia pada mencit yang diinokulasi Plasmodium berghei.
Penelitian bersifat prospektif eksperimental sungguhan dengan Rancangan Acak Lengkap (RAL) menggunakan mencit galur DDY yang dibagi ke dalam 5 kelompok (r=5) yang diinokulasi Plasmodium berghei kemudian diberi 0,1 mL akuades (KN), 0,1 mg artemisinin (KP), ekstrak etanol kulit manggis 2,5 mg (E1), 0,5 mg (E2) dan 0,1 mg (E3) dalam 0,1 mL akuades secara peroral selama 3 hari. Parasitemia dihitung pada hari sebelum perlakuan, hari pertama perlakuan dan hari setelah perlakuan selama 3 hari (hari keempat). Analisis data menggunakan ANAVA satu arah. Apabila terdapat perbedaan dilanjutkan dengan Tukey HSD dengan α = 0,05.
Hasil penelitian menunjukkan penurunan parasitemia sangat signifikan antara kelompok E1, E2 dan E3 dengan kelompok KN pada hari setelah perlakuan selama tiga hari (p < 0,01) dan perbedaan tidak signifikan antara kelompok E1 dengan KP (p > 0,05).
Dapat disimpulkan ekstrak etanol kulit manggis menurunkan parasitemia dan ekstrak etanol kulit manggis (dosis 2,5 mg) sebanding dengan terapi tunggal artemisinin dalam menurunkan parasitemia pada mencit yang diinokulasi Plasmodium berghei.
Kata kunci : ekstrak etanol, kulit manggis, artemisinin, Plasmodium berghei, malaria
ABSTRACT
THE EFFECT OF ETHANOLIC EXTRACT OF MANGOSTEEN PERICARPS TOWARDS PARASITEMIA IN
Plasmodium berghei INOCULATED MICE
Debora Rumintang M., 2014. Supervisor I: Prof. Dr. Susy Tjahjani, dr. M.Kes. Supervisor II: Khie Khiong, dr., S.Si., M.Si.,
M.Pharm.Sc., Ph.D., PA (K)
Malaria is an infectious disease that remains as one of health problem in Indonesia. Mangosteen pericarps are often considered as waste. However, they contain antioxidant, such as xanthone serving as free radical scavenging substances and preventing heme polymerization. Due to it, ethanolic extract of mangosteen pericarps can be categorized as potential antimalarial agent.
The aim of this research was to evaluate the effect of ethanolic extract of mangosteen pericarps towards the parasitemia in Plasmodium berghei-inoculated mice and to evaluate whether the ethanolic extract of mangosteen pericarps was considerable better in comparison to Artemisinin monotherapy in reducing the parasitemia in Plasmodium berghei-inoculated mice.
This was a prospective experimental laboratory research. DDY mice were randomly divided into 5 groups then inoculated by Plasmodium berghei and given 100 µL aquadest (Control Negative), 0.1 mg of artemisinin (KP), 2.5 mg (E1), 0.5 mg (E2) and 0,1 mg (E3) of ethanolic extract from mangosteen pericarps in 0.1 mL aquadest in 3 days. The parasitemia was observed on one day before the treatment, on the first day and on the day after the last treatment. Data analysis using one-way ANOVA, if there is a difference followed by Tukey HSD test with α 0.05
The result showed a highly significant decrease of the parasitemia in each treatment group compared to the Control Positive group (p < 0.01), the decrease of parasitemia was simillar compared to the artemisinin monotherapy (p > 0.05).
As conclusion, ethanolic extract of mangosteen pericarps decreased parasitemia and it (2.5 mg) has the simillar efficacy level compare to artemisinin monotherapy in reducing the parasitemia in Plasmodium berghei-inoculated mice.
DAFTAR ISI
JUDUL ... i
LEMBAR PERSETUJUAN ... ii
SURAT PERNYATAAN ... iii
ABSTRAK ... iv
ABSTRACT ... v
KATA PENGANTAR ... vi
DAFTAR ISI ... viii
DAFTAR TABEL ... xi
DAFTAR GAMBAR ... xii
DAFTAR LAMPIRAN ... xiii
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Identifikasi Masalah ... 2
1.3 Maksud dan Tujuan Penelitian ... 2
1.4 Manfaat Penelitian ... 3
1.5 Kerangka Pemikiran ... 3
1.6 Hipotesis Penelitian ... 5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Malaria ... 6
2.1.1 Epidemiologi Malaria ... 6
2.1.2 Etiologi ... 7
2.1.3 Cara Penularan Malaria ... 10
2.1.4.2 Siklus Seksual ... 11
2.1.5 Patogenesis Malaria ... 12
2.1.6 Proses Biokimiawi Plasmodium dalam Eritrosit ... 14
2.1.7 Gejala Klinis Malaria ... 15
2.1.8 Pencegahan Malaria ... 16
2.1.9 Diagnosis Malaria ... 17
2.1.10 Penatalaksanaan Malaria ... 19
2.1.10.1 Penatalaksanaan Malaria Secara Umum ... 19
2.1.10.2 Kemoprofilaksis Malaria ... 21
2.2 Artemisinin ... 21
2.3 Plasmodium berghei ... 22
2.4 Manggis (Garcinia mangostana) ... 24
BAB III BAHAN DAN METODE PENELITIAN 3.1 Alat, Bahan, Subjek, Waktu dan Tempat Penelitian ... 25
3.1.1 Bahan Penelitian ... 25
3.1.2 Alat Penelitian ... 25
3.1.3 Subjek Penelitian ... 26
3.1.4 Lokasi dan Waktu Penelitian ... 26
3.2 Metode Penelitian ... 27
3.2.1 Desain Penelitian ... 27
3.2.2 Variabel Penelitian ... 27
3.2.2.1 Definisi Konsepsional Variabel ... 27
3.2.2.2 Definisi Operasional Variabel ... 27
3.2.3 Perhitungan Besar Sampel ... 27
3.2.4.1 Pengumpulan Bahan ... 28
3.2.4.2 Persiapan Bahan Uji ... 28
3.2.4.3 Persiapan Hewan Percobaan ... 29
3.2.4.4 Sterilisasi Alat ... 30
3.2.4.5 Prosedur Kerja Penelitian ... 30
3.2.5 Metode Analisis ... 30
3.2.6 Hipotesis Statistik ... 31
3.2.7 Kriteria Uji ... 31
3.2.8 Aspek Etik Penelitian ... 31
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil Penelitian ... 32
4.2 Pembahasan ... 39
4.3 Uji Hipotesis ... 40
BAB V SIMPULAN DAN SARAN 5.1 Simpulan ... 42
5.2 Saran ... 42
DAFTAR PUSTAKA ... 43
LAMPIRAN ... 46
RIWAYAT HIDUP ... 56
DAFTAR TABEL
Halaman 2.1 Perbedaan Berat dan Periodisitas Penyakit Malaria ... 8 4.1 Rerata Parasitemia Mencit yang Diinokulasi Plasmodium berghei
pada Hari Sebelum Perlkuan (D0) Berdasarkan Uji ANAVA Satu Arah .... 32 4.2 Rerata Parasitemia pada Hari Pertama Perlakuan (D1)
Berdasarkan Uji ANAVA Satu Arah ... 34 4.3 Rerata Parasitemia pada Hari Pertama Perlakuan (D1) Berdasarkan
Uji Beda Rerata Metode Tukey HSD ... 35 4.4 Rerata Parasitemia pada Hari Setelah Pemberian Perlakuan Selama
Tiga Hari (D4) Berdasarkan Uji Statistik ANAVA Satu Arah ... 36 4.5 Rerata Parasistemia pada Hari Setelah Pemberian Perlakuan Selama
DAFTAR GAMBAR
Halaman 2.1 Morfologi Stadium Plasmodium ... 9 2.2 Siklus Hidup Plasmodium ... 12 2.3 Buah Manggis ... 23 4.1 Grafik Rerata Parasitemia pada Mencit yang Diinokulasi
Plasmodium berghei pada Hari Sebelum Perlakuan (D0) ... 33 4.2 Grafik Rerata Parasitemia pada Mencit
pada Hari Pertama Perlakuan (D1) ... 34 4.3 Grafik Rerata Parasitemia pada Hari Setelah
Perlakuan Selama Tiga Hari (D4) ... 36 4.4 Grafik Rerata Parasitemia pada Hari Selama Perlakuan (D0),
Hari Pertama Perlakuan (D1) dan Hari Setelah Perlakuan Tiga Hari (D4).. 38
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1 Surat Keputusan Komisi Etik Penelitian ... 46
Lampiran 2 Persentase Parasitemia ... 47
Lampiran 3 Hasil Uji Statistik Parasitemia ... 49
Lampiran 4 Alat dan Bahan Penelitian ... 54
Lampiran 5 Gambar Hasil SADT ... 55
BAB I PENDAHULUAN
1.1Latar Belakang
Malaria merupakan salah satu masalah kesehatan masyarakat terutama di negara tropis dan subtropis. Di dunia terdapat 207 juta kasus malaria dan 627.000 kematian akibat malaria pada tahun 2012 (WHO, 2014). Di Indonesia terdapat
417.819 kasus malaria dengan penyebab terbanyak Plasmodium falciparum
sepanjang tahun 2012 (Depkes RI, 2013).
Timbulnya resistensi terhadap antimalaria yang sudah ada menjadi masalah serius sehingga memunculkan strategi baru dalam pengobatan malaria. WHO merekomendasikan penggunaan artemisinin dalam Artemisinin based Combination Therapy (ACT) sebagai obat antimalaria lini pertama pada kasus malaria tanpa komplikasi di wilayah endemis. Proses pemutusan jembatan endoperoksida artemisinin yang dikatalis oleh heme dapat menghasilkan radikal bebas yang dapat mengubah struktur parasit sehingga parasit mati (Meshnick, 2002). Pada penggunaan ACT sebagai terapi, derivat artemisinin berperan menurunkan derajat parasitemia selama tiga hari pertama dan akan dilanjutkan oleh obat antimalaria lain. Akan tetapi, WHO mencatat pada tahun 2008 telah terjadi kasus resistensi terhadap artemisinin di empat negara yaitu Kamboja, Myanmar, Thailand dan Vietnam (WHO, 2013).
Kulit manggis yang dianggap sebagai limbah memiliki senyawa antioksidan fenolik xanton (Wijaya, 2010). Senyawa antioksidan xanton dapat mengatasi peningkatan radikal bebas yang terjadi akibat perjalanan penyakit malaria dan menghambat polimerisasi heme sehingga dianggap memiliki potensi sebagai antimalaria (Tjahjani dan Widowati, 2013).
etanol (Wijaya, 2010). Maka pada penilitian ini digunakan etanol sebagai bahan pelarut dalam pembuatan ekstrak kulit manggis.
Parasit Plasmodium falciparum tidak dapat menimbulkan penyakit malaria
pada rodentia. Oleh sebab itu, pada penelitian ini digunakan mencit yang
diinokulasi Plasmodium berghei sebagai model malaria falciparum pada hewan
coba (Sun et al., 2003).
Berdasarkan uraian tersebut dilakukan penelitian mengenai efektivitas ekstrak etanol kulit manggis (EEKM) terhadap penurunan parasitemia pada mencit yang
diinokulasi Plasmodium berghei.
1.2Identifikasi Masalah
• Apakah EEKM menurunkan parasitemia pada mencit yang diinokulasi
Plasmodium berghei
• Apakah EEKM lebih baik dibandingkan terapi tunggal artemisinin dalam
menurunkan parasitemia pada mencit yang diinokulasi Plasmodium berghei
1.3Maksud dan Tujuan Penelitian
Maksud penelitian adalah untuk mengetahui efek kulit manggis sebagai antimalaria.
Tujuan penelitian adalah untuk mengetahui efektivitas EEKM dalam
menurunkan parasitemia pada mencit yang diinokulasi Plasmodium berghei dan
1.4Manfaat Penelitian
• Manfaat Akademis
Memberikan informasi ilmiah mengenai pengaruh EEKM terhadap penurunan parasitemia.
• Manfaat Praktis
Kulit manggis dapat digunakan oleh masyarakat sebagai terapi antimalaria.
1.5Kerangka Pemikiran
Selama proses infeksi malaria, sel darah merah yang terinfeksi parasit akan
ruptur dan menstimulasi respon imun host sehingga makrofag teraktivasi akan
menghasilkan radikal bebas eksogen yaitu reactive oxidant species (ROS) dan
reactive nitrogen species (RNS). Radikal bebas dihasilkan secara endogen selama proses digesti hemoglobin di dalam sel eritrosit oleh parasit (Bozdech dan Ginsburg, 2004). Selama proses tersebut, parasit akan mendegradasi hemoglobin
sehingga Fe2+ heme yang bersifat toksik bagi parasit diubah menjadi Fe3+ hematin
kemudian membentuk kristal hemozoin yang tidak toksik bagi parasit. Proses ini
disebut polimerisasi heme (Aini et al., 2004; Fitri et al., 2013). Akan tetapi, tidak
semua heme membentuk hemozoin, sekitar 50% heme bebas dilepaskan dari
vakuola makanan parasit ke dalam sitosol parasit sehingga menimbulkan reaksi redoks dan menghasilkan radikal bebas anion superoksida yang bersifat sitotoksik
(Mutiah, 2012; Mohanty et al., 2006). Selain itu, radikal bebas juga diproduksi
oleh mitokondria parasit selama proses metabolisme parasit di dalam sel (Bozdech dan Ginsburg, 2004).
Antimalaria artemisinin mengandung jembatan peroksida yang diputus oleh
ion Fe2+ intrasel (Simamora dan Fitri, 2007). Hal tersebut diikuti dengan
pembentukan carbon-centered free radical. Senyawa radikal bebas tersebut akan
Radikal bebas yang terbentuk dapat bereaksi dengan lipid pada membran eritrosit (peroksidasi lipid) yang mengakibatkan terjadinya disfungsi dan kerusakan membran eritrosit sehingga eritrosit ruptur. Hal ini menyebabkan
terjadinya penyebaran Plasmodium ke eritrosit lain pada perjalanan penyakit
malaria (Bozdech dan Ginsburg, 2004).
Senyawa antioksidan digunakan untuk menunda tahap inisiasi pembentukan radikal bebas dengan bertindak sebagai penyumbang radikal hidrogen atau
sebagai akseptor radikal bebas (Muller, 2004; Dungir et al., 2012). Selain itu
antioksidan berperan dalam menghambat peroksidasi lemak membran sel sehingga dinding sel eritrosit tidak mudah ruptur (Bozdech dan Ginsburg, 2004).
Menurut penelitian yang telah dilakukan, ekstrak kulit manggis mengandung
senyawa antioksidan xanton (alpha-mangostin, gamma-mangostin, garcinone C
dan garcinone D) yang dapat memerangkap radikal bebas. Selain itu, ekstrak kulit
manggis dapat menghambat polimerisasi heme secara in vitro. Dengan demikian
ekstrak kulit manggis dianggap memiliki potensi sebagai antimalaria (Aini, et al.,
2004; Wijaya 2010; Tjahjani dan Widowati, 2013).
Parasit malaria EEKM
Menginfeksi eritrosit & mengaktivasi
sistem imun
Mengandung senyawa antioksidan xanton:
alpha-mangostin, gamma-mangostin,
garcinone C & D
Menghasilkan radikal bebas
Akumulasi radikal bebas
1.6Hipotesis Penelitian
• EEKM menurunkan parasitemia pada mencit yang diinokulasi Plasmodium
berghei
• EEKM lebih baik dibandingkan terapi tunggal artemisinin dalam menurunkan
parasitemia pada mencit yang diinokulasi Plasmodium berghei
BAB V
SIMPULAN DAN SARAN
5.1Simpulan
EEKM menurunkan parasitemia pada mencit yang diinokulasi Plasmodium
berghei.
EEKM (dosis 2,5 mg) sebanding dengan terapi tunggal artemisinin dalam menurunkan parasitemia pada mencit yang diinokulasi Plasmodium berghei.
5.2Saran
Pada penelitian selanjutnya diperlukan:
1) Peningkatan dosis EEKM
2) Variasi durasi pemberian EEKM
3) Penggunaan pelarut lain dalam hal pembuatan ekstrak kulit manggis
4) Penelitian kombinasi artemisinin dengan EEKM secara in vivo
5) Uji toksisitas akut peroral dan subkronis peroral EEKM
DAFTAR PUSTAKA
Aini N, Soebaktiningsih, Fitri LE, Kalsum U, Sumarno. 2004. Pengaruh Ekstrak
Biji Nimba (Azadirachta indica) Terhadap Penurunan Derajat Parasit dan
Jumlah Hemozoin pada Kultur Plasomdium falciparum. Jurnal
Kedokteran Brawijaya. 20(3): 115-124.
Amanatie, Jumina, Hanafi. 2010. Uji Aktivitas Anti Malaria Secara In Vitro, In Vivvo dan Toksisitas dari Isolat Ekstrak Etanol Akar Garcinia dulcis. Prosiding Seminar Nasional Hasil-hasil Penelitian Teknologi, MIPA dan Pendidikan Vokasi. file:///C:/Users/user/Downloads/Prosiding%20Hasil-hasil%20Penelitian%20Teknologi.pdf. 20 Oktober 2014.
Bozdech Z, Ginsburg H. 2004. Antioxidant defense in Plasmodium falciparum-
data mining of the transcriptome. Malaria Journal, 4:32.
Depkes RI. 2008. Pedoman Penatalaksanaan Kasus Malaria di Indonesia.
http://www.pppl.depkes.go.id/_asset/_download/Pedoman_Penatalaksana_ Kasus_Malaria_di_Indonesia.pdf., 26 September 2013.
Depkes RI. 2010. Riset Kesehatan Dasar 2010.
http://www.litbang.depkes.go.id/sites/download/buku_laporan/lapnas_risk esdas2010/Laporan_riskesdas_2010.pdf., 19 Mei 2014.
Depkes RI. 2013. Semua Orang Berisiko Terkena Malaria.
http://www.depkes.go.id/index.php?vw=2&id=2285., 8 Januari 2014.
CDC. 2012. Malaria. http://www.cdc.gov/malaria/about/biology., 24 April 2014.
Dungir SG, Katja DG, Vanda S. 2012. Aktivitas Antioksidan Ekstrak Fenolik dari
Kulit Buah Manggis (Garcinia mangostana L.). Jurnal MIPA Unsrat
Online, 1(1): 11-15.
Fitri LE, Mudjiwijono, Sari FY. 2013. The Effect of Talikuning (Anamirta
Harijanto PN. 2009. Buku Ajar Ilmu Penyakit Dalam Jilid 2 Edisi V. Jakarta Pusat: Internal Publishing. pp 2813-2825.
Kosema N, Hanb YH, Moongkarndia P. 2007. Antioxidant and Cytoprotective
Activities of Methanolic Extract from Garcinia mangostana Hulls.
ScienceAsia. 33: 283-292.
LUMC. 2002. The genome of P. berghei.
https://www.lumc.nl/org/parasitologie/research/malaria/berghei-model/genome-berghei/., 18 Mei 2014
Meshnick SR. 2002. Artemisinin : Mechanism of Action, Resistance and Toxicity. International Journal of Parasitology, 4;32(13): 1655-1660.
Mohanty S, Patel D, Pati S, Mishra S. 2006. Adjuvant therapy in cerebral malaria. Indian Journal of Medical Research, 124: 245-260.
Muller S. 2004. Redox and Antioxidant Systems of The Malaria Parasite
Plasmodium falciparum. Molecular Microbiology, 53(5): 1291.
Mutiah R. 2012. Penyakit Malaria dan Mekanisme Kerja Obat-Obat Antimalaria. Alchemi, 2(1): 80-91.
O’Neill PM, Barton VE, Ward SA. 2010. The Molecular Mechanism of Action of
Artemisinin—The Debate Continues. Review Molecules, 15: 1705-1721.
Pasaribu F, Sitorus P, Bahri S. 2012. Uji Ekstrak Etanol Kulit Buah Manggis (Garcinia mangostana L.) Terhadap Penurunan Kadar Glukosa Darah. Journal of Pharmaceutics and Pharmacology, 1(1): 1-8.
Sangkuhl, K. 2010. Artemisinin and Derivatives Pathway, Pharmacokinetics.
https://www.pharmgkb.org/pathway/PA165378192. 19 Oktober 2014.
Simamora D, Fitri LE. 2007. Resistensi Obat Malaria: Mekanisme dan Peran Obat
Kombinasi Obat Antimalaria Untuk Mencegah. Jurnal Kedokteran
Brawijaya, 23(2): 82-91.
Sukarban S, Zunilda SB. 2005. Obat Malaria. Ed: Gunawan SG. dalam
Sun G, Chang LW, Li J, Berney SM, Kimpel D, Heyde H. 2003. Inhibition of Platelet Adherence to Brain microvasculature Protects against Severe
Plasmodium berghei Malaria. Infect Immune, 71(11): 6553–6561.
Tjahjani S, Widowati W. 2013. Potensi Beberapa Senyawa Xanthone sebagai Antioksidan dan Anti-malaria serta Sinergisme dengan Artemisinin in
Vitro. Journal of Indonesian Medical Association, 63: 95-99.
Uttara B, Singh AV, Zamboni P, Mahajan RT. 2009. Oxidative Stress and Neurodegenerative Diseases: A Review of Upstream and Downstream
Antioxidant Therapeutic Options. Current Neuropharmacology, 7(1):
64-75.
WHO. 2013. Q & A of Artemisinin Resistance.
http://www.who.int/malaria/media/artemisinin_resistance_qa/en/index.htm l., 22 Januari 2014.
WHO. 2014. Global Plan for Artemisinin Resistance Containment.
http://www.who.int/malaria/publications/atoz/artemisinin_resistance_cont ainment_2011.pdf., 22 Januari 2014.
WHO. 2014. Malaria. http://www.who.int/mediacentre/factsheets/fs094/en/., 25
April 2014.
Wiser MF. 2011. Plasmodium Species Infecting Humans. Plasmodium Species
Infecting Humans.
http://www.tulane.edu/~wiser/protozoology/notes/pl_sp.html., 15 Mei
2014.
Wijaya AL. 2010. Kandungan Antioksidan Ekstrak Tepung Kulit Buah Manggis
(Garcinia mangostana L.) Pada Berbagai Pelarut, Suhu dan Waktu Ekstraksi. http://repository.ipb.ac.id/handle/123456789/59840., 15 Januari 2014.
