ABSTRAK
PEMBERIAN EKSTRAK BAWANG DAYAK (Eleutherine palmifolia l.merr) ORAL MENURUNKAN DARAH PUASA DAN GLYCATED ALBUMIN SETARA DENGAN METFORMIN PADA TIKUS (Rattus
norvegicus) JANTAN GALUR WISTAR DIABETES
Diabetes melitus adalah penyakit metabolik yang ditandai dengan hiperglikemik dan kelainan metabolisme karbohidrat, protein dan lemak karena kelainan sekresi insulin, sensitivitas insulin atau keduanya. Berdasarkan analisis fitokimia, umbi bawang dayak (Eleutherine palmifolia l.merr) mengandung flavonoid, fenol tannin, serta mempunyai kapasitas antioksidan yang cukup besar yang mempunyai aktivitas antidiabetes. Flavonoid melindungi dan meregenerasi sel β pancreas dan menghambat penyerapan glukosa di usus, saponin menghambat aktivitas α-glukosidase dan menghambat penyerapan glukosa pada usus, tanin mempunyai aktivitas antioksidan dan meningkatkan glikogenesis serta terdapat, polifenol juga yang mampu meningkatkan massa sel beta pankreas dan menjaga kandungan insulin di dalamnya. Tujuan penelitian ini adalah untuk membuktikan bahwa pemberian ekstrak bawang dayak (Eleutherine palmifolia l.merr) oral menurunkan darah puasa dan glycated albumin setara dengan metformin pada tikus (Rattus norvegicus) jantan galur wistar diabetes.
Rancangan penelitian yang digunakan adalah eksperimental murni dengan pre-test post-test group design menggunakan 22 ekor tikus putih jantan usia 2.5-3 bulan dan berat 200 gram. Semua sampel diinduksi dengan Streptozotocin yang menyebabkan kerusakan sel β dan Nicotinamide yang berfungsi melindungi sel β sehingga hanya terjadi kerusakan sebagian pada sel beta pankreas. Sampel yang dipilih dibagi menjadi 2 kelompok yaitu kelompok yang diberikan ekstrak bawang dayak 200 mg/kgBB(P0) dan yang diberikan metformin 1 . 6 m g / 2 0 0 g r a m B B . Pengukuran gula darah puasa (GDP) dan glycated albumin (GA) dilakukan 14 hari setelah dipelihara tanpa terapi dan 14 hari setelah diberikan ekstrak etanol bawnag dayak dan metformin. .
Pada penelitian ini terlihat terjadi penurunan kadar rerata gula darah puasa baik pada kelompok P0 dan P1. Rerata GDP P0 177,82±17,069 mg/dl turun menjadi 110,09±16,760 mg/dl. Sedangkan rarata GDP P1 adalah 170,55±14,39 mg/dl menjadi 98,00±8,92 mg/dl. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa efektifitas ekstrak etanol bawang dayak (Eleutherine palmifolia l. merr) dalam menurunkan kadar glukosa darah puasa setara dengan metformin. Analisis kemaknaan dengan Independent Sample T-Test menunjukkan bahwa nilai t= 2,112 dan nilai p= 0,052. Hal ini berarti kedua kelompok setelah diberikan perlakuan (posttest) selama 2 minggu perlakuan memiliki rerata kadar glukosa darah puasa yang tidak berbeda bermakna (p>0,05).
Dalam penelitian ini tidak terjadi perubahan kadar glycated albumin baik pada kelompok P0 maupun P1. Pada kelompok P0 kadar GA pretest 69,21±10,37 dan posttest 72,83±7,47, pada kelompok P1 GA pretest 69,69±11,64 dan posttest 76,70±6,97.
Kata kunci: ekstrak bawang dayak, kadar gula darah puasa, Glycated Albumin, Diabetes Melitus
ABSTRACT
ORAL ADMINISTRATION OF DAYAK ONION (Eleutherine palmifolia l.merr) EXTRACT REDUCE BLOOD GLUCOSE AND GLYCATED
ALBUMIN AS EFFECTIVE AS METFORMINE ON
DIEBETES-INDUCED MALE WISTAR RATS (Rattus norvegicus) Diabetes mellitus is a metabolic disease characterized by hyperglycemic and carbohydrate, protein and fatty metabolism disorder due to insulin secretion abnormalities, insulin sensitivity or both. Based on the phytochemical analysis, the Dayak onion (Eleutherine palmifolia l.merr) contains flavonoids, phenol, tannins, and possess antioxidant capacity that has anti-diabetic activity. Flavonoids protect and regenerate pancreatic β cells and inhibit the absorption of glucose in the intestine, saponins inhibit α-glucosidase activity and inhibit the absorption of glucose in the intestine, tannin has antioxidant activity and increase glycogenesis and, polyphenols also capable to increase pancreatic beta cell mass and maintaining insulin production. The aim of this study was to prove that oral administration of Dayak onion (Eleutherine palmifolia l.merr) extract reduce blood glucose and glycated albumin as effective as metformine on diebetes-induced male wistar rats (Rattus norvegicus).
This research was a true experimental with pretest-posttest control group design using 22 male wistar rats (Rattus norvegicus). All samples were induced with Streptozotocin which caused damage to β cells and Nicotinamide which protect β cells so that only partial damage occurs to pancreatic beta cells. The selected samples were divided into 2 groups: P0 group treated with Dayak onion extract 200 mg/KG BW and P1 treated with metformin 1.6 mg/200gram BW. Fasting glucose and glycated albumin measurements were performed 14 days after diabetes induction without any treatment (Pretest) and 14 days after (posttest) treatment with metformin and Dayak onion extract.
This expiremental showed that the mean fasting blood glucose level in the P0 group pretest was 177,82±17,069 mg/dl posttest 110,09±16,760 mg/dl. The mean fasting blood glucose level pretest 170,55±14,39, posttest 98,00±8,92 mg/dl . The results of this study indicated that the effectiveness of Dayak onion extract (Eleutherine palmifolia 1. merr) in reducing fasting blood glucose levels is equivalent to metformin. Analysis with Independent Sample T-Test showed that the value of t was 2.112 and p value was 0.052. This means that both groups after treatment (posttest) for 2 weeks had a comparable mean fasting blood glucose level and statistically not different (p>0,05).
In this study there was no change of glycated albumin levels either in the group P0 and P1. Glycated Albumin P0 pretest was 69,21 ± 10,37 post test 72,83 ± 7,47. In the P2 group pretest glcated albumin was 69,69 ± 11,64 and posttest was 76,70 ± 6,97).
Keywords: Dayak onion extract, fasting blood sugar, Glycated Albumin, Diabetes Mellitus
DAFTAR ISI
SAMPUL DALAM... ii
LEMBAR PENGESAHAN... iii
LEMBAR PENETAPAN PANITIAN PENGUJI... iv
UCAPAN TERIMA KASIH... v
ABSTRAK... ix
DAFTAR ISI... xi
DAFTAR GAMBAR... xiv
DAFTAR TABEL... xv
DAFTAR SINGKATAN... xvii
BAB I PENDAHULUAN... 1
1.1 Latar Belakang... 1
1.2 Rumusan Masalah... 6
1.3 Tujuan Penelitian... 6
1.4 Manfaat Penelitian... 6
BAB II KAJIAN PUSTAKA... 8
2.1 Penuaan... 8
2.1.1 Definisi Penuaan... 8
2.1.2 Penyebab Penuaan... 8
2.2.Penyakit Degeneratif... 9
2.2.1 Definisi Diabetes Mellitus... 9
2.2.2 Epidemiologi Diabetes Mellitus...10
2.2.3 Klasifikasi Diabetes Mellitus...10
2.2.4 Patofisiologi Diabetes Mellitus...11
2.2.4.1 Penurunan Sekresi Insulin... 12
2.2.4.2 Resistensi Insulin... 13
2.2.5 Kriteria Diagnosis Diabetes Mellitus... 14
2.2.6 Terapi Diabetes Mellitus... 14
2.4.Mekanisme Streptozotocin Menginduksi Diabetes...18
2.5.Fungsi pemberian Nicotinamide... 20
2.6.Bawang Dayak (Eleutherine palmifolia (L.) Merr)...20
2.6.1. Definisi Bawang Dayak... 20
2.6.2. Komposisi Kimia Bawang Dayak...21
2.6.3. Kegunaan Bawang Dayak...24
2.7.Hewan Percobaan...25
2.7.1. Tikus Putih (Rattus norvegicus) Galur Wistar jantan sebagai hewan coba...25
2.7.2. Kriteria Tikus Diabetes... 29
2.8. Albumin Terglikasi/Glycated Albumina...29
2.8.1 Pemantauan Perubahan Kadar Glukosa Darah Yang Lebih Cepat...29
2.8.2 Pemantauan kadar glukosa darah pada pasien dengan dialisis dan anemia... 31
2.8.3 Pemantauan kadar glukosa darah pada kehamilan...32
2.8.4 Pemantauan hiperglikemia postprandial dan fluktuasi glukosa...34
2.8.5Kondisi yang mempengaruhi GA... 34
2.8.5.1 Sirosis Hati... 34
2.8.5.2 Gangguan Metabolisme Albumin...35
2.9 Penghitungan Dosis Bawang Dayak... 35
BAB III KERANGKA BERPIKIR, KONSEP DAN HIPOTESIS PENELITIAN... 36
3.1 Kerangka Berpikir...36
3.2 Konsep Penelitian... 37
3.3 Hipotesis Penelitian...38
BAB IV METODE PENELITIAN...39
4.1 Rancangan Penelitian...39
4.2 Tempat dan Waktu Penelitian... 41
4.2.1 Tempat Penelitian... 41
4.3 Penentuan Sumber Data... 41
4.3.1 Variabilitas Populasi...41
4.3.2 Kriteria Subyek...41
4.3.3 Kriteria drop out... 41
4.3.4 Besar Sampel... 42
4.3.5 Teknik Pengambilan Sampel... 42
4.4 Variabel Penelitian...43
4.4.1 Klasifikasi Variabel...43
4.4.2 Definisi Operasional Variabel...43
4.4.3 Hubungan Antar Variabel... 44
4.5 Bahan dan Alat Penelitian...45
4.6 Prosedur Penelitian... 46
4.6.1 Prosedur Pembuatan Ekstrak Bawang Dayak...46
4.6.2 Pemeliharaan Hewan Percobaan...47
4.6.3 Pelaksanaan Penelitian...47
4.6.4 Cara Pemeriksaan Kadar Gula Darah Puasa...50
4.6.5 Cara Pemeriksaan Kadar Glycated Albumin...50
4.7 Alur Penelitian... 51
4.8 Analisis Data...51
BAB V HASIL PENELITIAN...53
5.1 Analisis Desktiptif... 53
5.2 Uji Normalitia Data... 54
5.3 Uji Komparabilitas...55
5.3.1 Analisis Komparabilitas Antar Kelompok Sebelum Perlakuan...55
5.3.2 Analisis Komparabilitas Antara Kelompok Setelah Perlakuan... 57
5.4 Analisis Efek Perlakuan...58
BAB VI PEMBAHASAN... 62
6.1Pemberian STZ dan Nicotinamode Menginduksi Diabetes Melitus ...62
6.2 Pemberian Metformin Menurunkan Kadar Glukosa Darah Puasa ...64
6.3 Pemberian Ekstrak etanol Bawang Dayak (Eleutherine
palmifolia L.Merr) Menurunkan Kadar Glukosa Darah Puasa... 65
6.4Pemberian Ekstrak Etanol Bawang Dayak (Eleutherine palmifolia L.Merr) Menurunkan Kadar Glukosa Darah Puasa Setara Dengan Metformin... 67
6.5Pemberian Ekstrak Etanol Bawang Dayak (Eleutherine palmifolia L.Merr) dan Metformin Tidak Menurunkan Glycated Albumin...68
BAB VII Simpulan dan Saran...72
7.1Simpulan ...72
7.2 Saran...72
DAFTAR PUSTAKA...73
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Bawang Dayak Segar... 21
Gambar 2.2Tikus Putih Jantan...29
Gambar 3.1 Konsep Penelitian...37
Gambar 4.1 Bagan Rancangan Penelitian... 39
Gambar 4.2 Skema Hubungan Antar Variabel...44
Gambar 4.3 Bagan Alur Penelitian...51
Gambar 5.1 Grafik Perubahan Kadar Glukosa Darah Puasa Sebelum dan sesudah Perlakuan Antar Kelompok Perlakuan... 60
Gambar 5.2 Grafik Perubahan Kadar Glycated Albumin Sebelum dan Sesudah Perlakuan Antar Kelompok Perlakuan...60
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Hasil Penapisan Fitokimia Ekstrak Air dan Etanol Umbi Bawang
Dayak...22
Tabel 2.2 Analisis Fitokimia Ekstrak Etanol Umbi Bawang Dayak ...22
Tabel 5.1 Hasil Analisis Deskriptif Data ...54
Tabel 5.2 Hasil Uji Normalitas Data... 55
Tabel 5.3 Komparasi antar Kelompok Sebelum Perlakuan (pre test)... 56
Tabel 5.4 Komparasi antar Kelompok Setelah Perlakuan (posttest)...57
DAFTAR SINGKATAN
1. ADA : American Diabetes Association
2. ATP : Adenosin Tri Phospat
3. BB : Berat Badan
4. Dl : Desi Liter
5. DM : Diabetes Melitus
6. FDA : Food and Drug Administartion
7. GA : Glycated Albumin
8. GLUT : Glucose Transporter
9. Gr : Gram
10.HbA1C : Hemoglobin Glikat
11.IDDM : Insulin Dependent Diabetes Melitus
12.IRS : Insulin Reseptor Substrat
13.Mg : Mili Gram
14.NIDDM : Non Insulin Dependent Diabetes Melitus
15.ROS : Reactive Oxygen Species
16.STZ : Streptozotocin
17.TGT : Toleransi Glukosa Tergangg
18.TTGO : Tes Toleransi Glukosa Terganggu
BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang
Penuaan atau aging process adalah suatu proses yang akan terjadi pada semua makhluk hidup secara alami, di mana seluruh organ, fungsi dan sel pada tubuh makhluk hidup tidak dapat berkembang lagi, dan mulai terjadi penurunan kemampuan karena proses penuaan tersebut. Umur panjang, hidup sehat dengan kualitas hidup yang baik merupakan impian setiap individu, begitu juga di hari tua dengan keadaan fisik dan mental yang baik adalah impian dari setiap individu.
Ada banyak faktor yang menyebabkan orang menjadi tua melalui proses penuaan, yang kemudian menjadi sakit dan akhirnya menyebabkan kematian. Faktor itu dapat dikelompokkan menjadi faktor internal ialah terbentuknya radikal bebas yang bersifat merusak sel, penurunan efisiensi mitokondria, terjadinya ikatan glukosa-protein, penurunan kemampuan membran sel dan penurunan sistem imun, hormon yang berkurang, proses glikolisis, metilasi, apoptosis dan gen. Faktor eksternal yang utama adalah gaya hidup tidak sehat, stress, polusi lingkungan dan kemiskinan ( Pangkahila, 2007).
Dengan bertambahnya usia biasanya proses penuaan pun bertambah, dimana terjadi penurunan berbagai fungsi organ tubuh. Hal ini dapat memicu munculnya penyakit degeneratif. Penyakit degeneratif adalah suatu penyakit yang timbul akibat proses kemunduran fungsi sel tubuh, dari keadaan normal menjadi lebih buruk. Salah satu penyakit degenerative adalah Diabetes Melitus (DM) (Samsudin, 1994).
Diabetes melitus adalah suatu penyakit kronis, yang disebabkan adanya kelainan metabolisme karbohidrat, dimana glukosa darah tidak dapat digunakan dengan baik dan menumpuk dalam pembuluh darah karena pankreas tidak cukup memproduksi insulin untuk metabolisme glukosa darah dan tubuh yang tidak dapat secara efektif menggunakan insulin yang diproduksi tersebut, sehingga menyebabkan keadaan hiperglikemia (Wijaya et al., 2011). Diabetes melitus ditandai dengan sekumpulan gejala karena gangguan metabolik dengan karakterisik hiperglikemia yang terjadi karena kelainan sekresi insulin, kerja insulin atau kedua-duanya (Masharani et al., 2004).
Kontrol glikemik pada pasien diabetes melitus tipe 2 (DMT2) secara skematik dapat digambarkan sebagai ‘triad glukosa’, dengan komponen Hemoglobin Adult 1C (HbA1C), kadar glukosa puasa, dan kadar glukosa 2 jam postprandial (2JPP) (Monnier and Colette, 2009). HbA1C merupakan zat yang terbentuk dari reaksi kimia antara glukosa dan hemoglobin, melalui reaksi non-enzimatik antara glukosa dengan N-terminal valine pada rantai beta hemoglobin A (Mahajan and Mishra, 2011). HbA1C mencerminkan konsentrasi glukosa darah 3 bulan sebelum pemeriksaan dan tidak dipengaruhi oleh diet sebelum pengambilan sampel darah (Schneider et al., 2003).
Studi yang dilakukan oleh McCance et al. tahun 1994 dalam menilai kompilkasi mikrovaskular yakni kejadian retinopati pada pasien diabetes mendapatkan cut off point optimum HbA1C adalah ≥7% dengan nilai sensitivitas 78% dan spesifisitas 85%. Cut off point glukosa puasa adalah ≥7,2 mmol/L (126 mg/dL) dengan nilai sensitivitas 81% dan spesifisitas 80%, sedangkan cut off
point optimum dari glukosa 2JPP adalah ≥13.0 mmol/L (234 mg/dL) dengan sensitivitas 88% dan spesifisitas 81% (World Health Organization, 2011).
Penelitian Action in Diabetes and Vascular Disease: Preterax and Diamicron Modified Release Controlled Evaluation (ADVANCE) menunjukkan sedikit keuntungan bertahap pada mikrovaskular outcome dengan HbA1C mendekati normal; untuk pasien tanpa risiko hipoglikemi atau efek samping lain, kadar HbA1C yang diharapkan adalah <7%. Sebaliknya penelitian Action to Control Cardiovascular Risk in Diabetes (ACCORD) menunjukkan bahwa target HbA1C yang tidak terlampau ketat dari <7% lebih dianjurkan pada pasien yang mendapat terapi obat hipoglikemik seperti sulfonilurea dan atau insulin yang dapat mengakibatkan hipoglikemi (Monnier and Colette, 2009).
HbA1C tidak mencerminkan perubahan glikemik dalam periode yang relatif singkat, dan akurasinya dikatakan menurun jika disertai dengan abnormalitas metabolisme hemoglobin seperti anemia dan pada pasien penyakit ginjal kronis (PGK) tahap akhir atau end stage ranal disease (ESRD) (Peacock et al., 2008).
GA merupakan indeks kontrol glikemik yang tidak dipengaruhi oleh gangguan metabolisme hemoglobin. GA mencerminkan status glukosa darah yang lebih pendek dibandingkan HbA1C, yakni 2-4 minggu sebelumnya. GA tidak dipengaruhi oleh kadar protein serum, karena GA menghitung rasio antara kadar albumin glikat dengan total albumin serum (Koga and Kasayama, 2010). GA dapat lebih menangkap fluktuasi dan perubahan status glikemik lebih cepat dan nyata dibandingkan HbA1C (Yoshiuchi et al., 2008). Penelitian ini menunjukkan
bahwa pemeriksaan GA dapat digunakan sebagai pemeriksaan tambahan dalam mendeteksi pasien diabetes maupun sebagai penanda kontrol glikemik pada pasien diabetes.
Terapi diabetes melitus ada dua macam terapi yaitu terapi farmakologi dan terapi non farmakologi. Apabila dengan langkah-langkah pendekatan non farmakologik tersebut belum mampu mencapai sasaran terapi, yaitu glukosa darah darah yang terkontrol dengan baik, maka dilanjutkan dengan penatalaksanaan terapi medikamentosa atau intervensi farmakologi, disamping tetap menerapkan pengaturan makan dan aktivitas fisik yang sesuai. Terapi medikamentosa terdiri dari obat oral dan bentuk suntikan (Perkeni, 2015)
Bawang dayak (Eleutherine palmifolia (L.) Merr) merupakan tanaman khas Kalimantan Tengah. Tanaman ini sudah secara turun temurun dipergunakan masyarakat Dayak sebagai tanaman obat. Tanaman ini memiliki warna umbi merah dengan daun hijau berbentuk pita dan bunganya berwarna putih. Jika melihat bentuknya sekilas bawang ini serupa dengan bawang merah pada umumnya. Akan tetapi bawan dayak ini tidak memiliki aroma dan rasa sepeti bawang pada umumnya. Secara empiris bawang dayak sudah dipergunakan masyarakat lokal sebagai obat berbagai jenis penyakit seperti kanker payudara, obat penurun darah tinggi (Hipertensi), penyakit kencing manis (diabetes melitus), menurunkan kolesterol, obat bisul, kanker usus dan mencegah stroke. Penggunaan bawang dayak dapat dipergunakan dalam bentuk segar, simplisia, manisan dan dalam bentuk bubuk (powder). Potensi bawang dayak sebagai tanaman obat multi fungsi sangat besar sehingga perlu ditingkatkan penggunaanya sebagai bahan obat
modern.
Bawang dayak mengandung senyawa alkaloid, flavonoid, glikosida dan saponin yang memiliki aktivitas hipoglikemik atau penurun kadar glukosa darah yang sangat bermanfaat untuk pengobatan diabetes melitus. Terdapat penelitian yang telah dilakukan dengan tujuan mengavaluasi kemampuan Eleutherine palmofilia L.Mer yang dibuat extract dengan aqueous dan yang dibuat extract dengan menggunakan ethanol. Dari hasil penelitian tersebut disimpulkan bahwa extract yang dibuat menggunakan etanol memiliki kapasitas antioksidan yang lebih tinggi. Selain itu ekstrak etanol dan esktrak air sama-sama dapat menurunkan kadar gula darah tikus diabetes yang diinduksi dengan injeksi aloxan (Febrinda et al, 2014).
Metformin adalah obat lini pertama yang masih banyak digunakan sampai saat ini sebagai obat Diabets mellitus tipe 2. Mekanisme metformin untuk menurunkan gula darah adalah dengan mengurangi produksi glukosa hati (gluconeogenesis) dan memperbaiki ambilan glukosa di jaringan perifer. Metformin biasanya menurunkan gula darah puasa (perkeni,2015).
Penelitian mengenai kemampuan bawang dayak untuk menurunkan gula darah puasa masih belum ada. Sedangkan bawang dayak terbukti dapat menurunkan gula darah sewaktu pada penelitian yang di lakukan oleh Febrinda pada tahun 2014. Akan tetapi masih belum diketehui efektifitas bawang dayak dalam menjaga kesetabilan kadar gula darah pada penderita diabetes. Oleh karena itu, peneliti tertarik untuk melihat efektifitas bawang dayak dalam menjaga kestabilan dula darah dengan mengukur kadar glycated albumin, karena glycated
albumin mencerminkan rata-rata kadar gula darah selama 2-4 minggu terakhir. Selain itu peneliti juga ini mengetahui efektifitas menurunkan gula darah puasa dan glycated albumin jika dibandingkan obat lini pertama terapi diabetes yaitu metformin.
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang di atas, maka dirumuskan rumusan masalah sebagai berikut:
Apakah pemberian ekstrak etanol bawang dayak (Eleutherine palmifolia L. Merr) secara oral dapat menurunkan kadar gula darah puasa dan kadar glycated albumin setara dengan metformin pada tikus (Rattus norvegicus) diabetes yang diinduksi dengan streptozotocin?
1.3 Tujuan Penelitian
Pemberian ekstrak etanol bawang dayak (Eleutherine palmifolia L. Merr) secara oral dapat menurunkan kadar gula darah puasa dan menurunkan kadar glycated albumin setara dengan metformin pada tikus (Rattus norvegicus) diabetes yang diinduksi dengan streptozotocin.
1.4 Manfaat Penelitian
Manfaat yang dapat diperoleh dari penelitian ini adalah sebagai berikut : 1) Manfaat Ilmiah : diharapkan didapatkan data-data ilmiah yang dapat
digunakan sebagai bahan acuan untuk memberikan informasi ilmiah mengenai potensi ekstrak daun bawang dayak untuk menurunkan gula darah puasa.
2) Manfaat Praktis : memberikan informasi kepada masyarakat sebagai acuan mengenai kemungkinan manfaat ekstrak bawang dayak (Eleutherine palmifolia L.Merr) bagi kesehatan, terutama diabetes melitus. Serta masih diperlukan uji klnisi terlebih dahulu sebelum digunakan pada manusia.
