ii
TESIS
PEMBERIAN L-CARNITINE ORAL DAN OLAHRAGA
BERENANG MENURUNKAN BERAT BADAN DAN
TRIGLISERIDA TIKUS PUTIH (RATTUS
NORVEGICUS) JANTAN OBESITAS
NADIA OCTAVIA
PROGRAM PASCASARJANA
UNIVERSITAS UDAYANA
DENPASAR
2015
iii
TESIS
PEMBERIAN L-CARNITINE ORAL DAN OLAHRAGA
BERENANG MENURUNKAN BERAT BADAN DAN
TRIGLISERIDA TIKUS PUTIH (RATTUS
NORVEGICUS) JANTAN OBESITAS
NADIA OCTAVIA NIM. 1390761015
PROGRAM MAGISTER
PROGRAM STUDI ILMU BIOMEDIK
PROGRAM PASCASARJANA
UNIVERSITAS UDAYANA
DENPASAR
iv
PEMBERIAN L-CARNITINE ORAL DAN OLAHRAGA
BERENANG MENURUNKAN BERAT BADAN DAN
TRIGLISERIDA TIKUS PUTIH (RATTUS
NORVEGICUS) JANTAN OBESITAS
Tesis untuk Memperoleh Gelar Magister Pada Program studi, Program Magister Ilmu Biomedik
Program Pascasarjana Universitas Udayana
NADIA OCTAVIA NIM. 1390761015
PROGRAM MAGISTER
PROGRAM STUDI ILMU BIOMEDIK
PROGRAM PASCASARJANA
UNIVERSITAS UDAYANA
DENPASAR
v
Lembar Pengesahan
TESIS INI TELAH DISETUJUI PADA TANGGAL : 20 Agustus 2015
Pembimbing I Pembimbing II
Prof.Dr.dr.J.Alex Pangkahila,M.Sc.,Sp.And Prof.Dr.dr.Wimpie Pangkahila, SpAnd, FAACS NIP. 194402011964091001 NIP. 194612131971071001
Mengetahui
Ketua Program Studi Ilmu Biomedik Direktur
Program Pascasarjana Program Pascasarjana Universitas Udayana Universitas Udayana
Dr. dr. Gde Ngurah Indraguna Pinatih, M.Sc., Sp.GK Prof.Dr.dr.A.A.Raka Sudewi,Sp.S (K) NIP. 195805211985031002 NIP.195902151985102001
vi
Tesis Ini Telah Diuji dan Dinilai Oleh Panitia Penguji pada
Program Pascasarjana Universitas Udayana Pada Tanggal : 20 Agustus 2015
Berdasarkan SK Rektor Universitas Udayana Nomor : 2341/UN14/HK/2015
Tanggal : 3 Agustus 2015
Ketua : Prof. Dr. dr. J.Alex Pangkahila, M.Sc.,Sp.And
Anggota : 1. Prof.Dr.dr.Wimpie Pangkahila, Sp.And.FAACS 2. Prof. Dr. dr. AA Gede Budhiarta, SpPD-KEMD 3. Dr. dr. Gde Ngurah Indraguna Pinatih, M.Sc, Sp.GK 4. Dr. rer. nat. dr. Ni Nyoman Ayu Dewi, M.Si
viii
UCAPAN TERIMA KASIH
Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan rahmatNya, sehingga penulis dapat menyelesaikan tesis yang berjudul “Pemberian L-Carnitine Oral dan Olahraga Berenang Menurunkan Berat Badan dan Trigliserida Tikus Putih (Rattus Norvegicus) Jantan Obesitas” untuk memperoleh gelar Magister pada Program Studi Ilmu Kedokteran Biomedik, kekhususan Anti Aging Medicine di Program Pascasarjana Universitas Udayana.
Pada kesempatan ini perkenankanlah penulis mengucapkan terima kasih dan penghargaan kepada :
1. Prof. Dr. dr. Ketut Suastika, Sp.PD, KEMD, sebagai Rektor Universitas Udayana atas kesempatan dan fasilitas yang diberikan kepada penulis untuk mengikuti dan menyelesaikan pendidikan Program Magister di Universitas Udayana.
2. Prof. Dr. dr. A.A. Raka Sudewi, Sp.S (K) atas kesempatan yang diberikan kepada penulis untuk menjadi mahasiswa Program Magister Program Pascasarjana Universitas Udayana.
3. Dr. dr. Gde Ngurah Indraguna Pinatih, M.Sc., Sp.GK selaku Ketua Program Sudi dan penguji yang dengan bersemangat membimbing dan banyak sekali member masukan serta pengajaran yang sangat dirasakan manfaatnya pada penulis selama penyusunan tesis ini.
4. Prof. Dr. dr.J Alex Pangkahila, MSc, SpAnd, sebagai dosen pembimbing I yang dengan sabar memberikan ilmunya selama penulis mengikuti studi, yang selalu ada untuk memberikan ide, bimbingan dan saran terutama dalam teknis menulis ilmiah yang baku, memberikan masukan dan koreksi yang sangat berharga, serta memberi motivasi untuk menyusun tesis dan menyelesaikan studi.
ix
5. Prof. Dr. dr. Wimpie I Pangkahila, SpAnd, FAACS sebagai dosen pembimbing II atas ilmu yang telah memberikan bimbingan, saran dan arahan yang sangat berarti dalam menyusun tesis ini mulai dari awal hingga selesai. 6. Prof. Dr. dr. AA Gede Budhiarta, SpPD-KEMD atas ilmu yang diberikan kepada penulis selama mengikuti studi, yang dengan kemurahan hati selalu bersedia memberikan bimbingan dan saran yang sangat berarti.
7. Dr. rer. nat. dr. Ni Nyoman Ayu Dewi, M.Si, sebagai penguji yang telah memberikan masukan dan koreksi yang sangat berharga dalam penyelesaian tesis ini.
8. Ferbian Milas Siswanto, dari Fakultas Kedokteran Hewan Universitas Udayana, yang telah banyak membantu dalam penelitian terutama dalam hal teknis selama penelitian berlangsung.
9. Drs. I Ketut Tunas, M.Si. telah banyak membantu memberikan masukan dan saran ilmiah terutama dalam statistik yang sangat berguna bagi penulis dalam menyusun tesis ini.
10. Dosen-dosen Ilmu Biomedik Universitas Udayana yang telah memberikan ilmunya yang sangat membantu secara langsung maupun tidak langsung dalam penyelesaian tesis ini.
11. Para Staf Ilmu Biomedik Program Magister Ilmu Biomedik Universitas Udayana atas motivasi yang diberikan kepada penulis, serta selalu baik dan ramah dalam memberikan informasi.
12. Keluarga besar tercinta, ibunda tercinta (Septyawati Lositasari) dan kakak penulis (Ivan Raditya), yang telah memberikan dukungan, pengertian dan selalu memberikan dorongan tiada hentinya selama penulis menepuh pendidikan ini.
Penulis juga sangat berterima kasih kepada teman-teman terutama pada Andra Agnes Al Azka, Veny Larasati dan Lydia K. Lay yang senantiasa
x
mendukung penulis. Serta semua pihak yang namanya tidak dapat penulis sebutkan satu persatu, yang telah ikut membantu dalam pelaksanaan dan penyelesaian tesis ini, semoga Allah SWT senantiasa melimpahkan berkat dan rahmatNya kepada semua pihak yang telah membantu pelaksanaan dan penyelesaian tesis ini. Akhir kata semoga tesis ini bermanfaat bagi masyarakat serta kemajuan ilmu pengetahuan, khususnya Ilmu Anti Aging Medicine.
Denpasar, Agustus 2015 Penulis Nadia Octavia
xi ABSTRAK
PEMBERIAN L-CARNITINE ORAL DAN OLAHRAGA BERENANG MENURUNKAN BERAT BADAN DAN TRIGLISERIDA TIKUS PUTIH
(Rattus norvegicus) JANTAN OBESITAS
Obesitas adalah penyakit multifaktorial yang memiliki insidensi tinggi dan disebabkan oleh adanya akumulasi lemak di dalam tubuh. Faktor yang berperan dalam menyebabkan obesitas antara lain genetik, lingkungan, pola hidup dan sosial budaya. Sudah sejak lama L-Carnitine dipasarkan sebagai alternatif penurunan berat badan dan meningkatkan performa atlit. L-Carnitine adalah senyawa endogen yang berperan dalam metabolisme, oksidasi asam lemak di mitokondria dan merupakan sumber energi penting serta melindungi sel dari akumulasi acyl-CoA melalui pembentukan acylcarnitine. Metabolisme L-Carnitine dipengaruhi juga oleh olahraga karena adanya interaksi carnitine-acylcarnitine sebagai jalur metabolisme utama. Penelitian ini ditujukan untuk mengetahui penurunan berat badan dan kadar trigliserida tikus putih jantan obesitas yang diberikan L-Carnitine dan olahraga berenang.
Penelitian ini merupakan penelitian eksperimental murni yang menggunakan pre-test post-test control goup design yang dilakukan pada 24 ekor tikus jantan berumur 2-3 bulan, dengan berat badan 250-300 g. Tikus dipilih secara acak dan dibagi menjadi 2 kelompok yaitu kelompok kontrol dengan pemberian L-Carnitine dan kelompok perlakuan dengan pemberian L-Carnitine dan olahraga berenang selama kurang lebih 45 menit selama 14 hari. Penelitian dilaksanakan di Animal Laboratory Unit Fakultas Kedokteran Universitas Udayana, Denpasar. Data dianalisis dengan uji t-independent.
Hasil analisis data menunjukkan bahwa rerata post-test berat badan kelompok yang diberikan L-Carnitine 150 mg/kg/hari dan olahraga berenang menurun secara signifikan dari 270,00±13,02 g menjadi 213,92±8,25 g (p<0.05) dan terdapat perbedaan signifikan dibandingkan dengan kelompok kontrol dari 268,58±11,28 g menjadi 229,92±6,59 g (p<0,05). Sementara rerata post-test kadar trigliserida pada kelompok L-Carnitine dan olahraga berenang menurun secara signifikan dari 117,08±11,91 mg/dl menjadi 79,50±4,30 mg/dl (p<0.05) dan terdapat perbedaan signifikan dibandingkan dengan kelompok kontrol dari 121,25±8,51 mg/dl menjadi 95,67± 6,61 mg/dl (p<0.05).
Penelitian ini menunjukkan bahwa pemberian L-Carnitine selama 14 hari pada tikus putih jantan obesitas dengan olahraga berenang dapat menurunkan berat badan dan kadar trigliserida secara signifikan dibandingkan dengan kelompok kontrol. Penelitian ini membuktikan bahwa L-Carnitine dapat menurunkan berat badan dan kadar trigliserida sehingga diharapkan dapat menurunkan insidensi obesitas dalam jangka panjang.
xii ABSTRACT
COMBINATION OF L-CARNITINE AND SWIMMING EXERCISE REDUCE BODY WEIGHT AND TRIGLYCERIDE LEVEL OF OBESE
WHITE MALE RATS (Rattus norvegicus)
Obesity is a multifactorial disease with an increasing prevalence due to redundant accumulation of fat in the body. Obesity is the result of genetic, environmental, behavioral, physiologic, social and cultural factors which yields to deterioration in energy balance and storage of fats. For long time, L-carnitine has been marketed as a dietary supplement to improve body composition, reduce body weight and increase athletic performance. L-Carnitine is an endogenous compound with well-established roles in intermediary metabolism. An obligate for optimal mitochondrial fatty acid oxidation, it is a critical source of energy and also protects the cell from acyl-CoA accretion through the generation of acylcarnitines. L-Carnitine homeostasis is affected by exercise in a well-defined manner because of the interaction of the carnitine-acylcarnitine pool with key metabolic pathways. The objective of this research was to examine the decrease of body weight and triglyceride level of obese rat which is given with L-Carnitine with swimming exercise.
This was an experimental research which used the pre-test post-test control goup design with 24 male rats aged 2-3 months, had weight 250 - 300 g. The rats were being chosen randomly and divided into 2 goups, control goup with L-Carnitine administration and goup with L-L-Carnitine administration and swimming exercise, which swam approximately 45 mins/day for 14 days. The research was done at Animal Laboratory Unit, Faculty of Medicine, University of Udayana, Denpasar. The data was analysed with t-independent.
The analysis data showed that the goup which was treated with L-Carnitine 150 mg/kg/day, the post-test body weight decreased significantly from 270,00±13,02 g to 213,92±8,25 g (p<0.05) and it was different significantly compare to control group from 268,58±11,28 g to 229,92±6,59 g (p<0.05). While the post-test triglyceride level decreased significantly from 117,08±11,91 mg/dl to 79,50±4,30 mg/dl (p<0.05) and it was different significantly compare to control group from 121,25±8,51 mg/dl to 95,67± 6,61 mg/dl (p<0.05).
This research indicated that treatment with L-Carnitine and swimming exercise for 14 days in obese white male rats decreased body weight and triglyceride level significantly compare to control group. This research proved that L-Carnitine could decrease body weight and triglyceride level, so in the near future it could reduce the incidence of obesity.
xiii DAFTAR ISI
SAMPUL DALAM ………...… i
PRASYARAT GELAR……….. ii
LEMBAR PERSETUJUAN……….. iii
PENETAPAN PANITIA PENGUJI... iv
UCAPAN TERIMAKASIH……….. v
ABSTRAK……… viii
ABSTRACT... ix
DAFTAR ISI ... x
DAFTAR TABEL ... xiii
DAFTAR GAMBAR ... xiv
DAFTAR SINGKATAN ... xv
DAFTAR LAMPIRAN ... xvi
BAB I PENDAHULUAN ... 1 1.1 Latar Belakang ... 1 1.2 Tujuan Penelitian ... 6 1.3 Manfaat Penelitian ... 6 1.3.1 Manfaat Ilmiah ... 6 1.3.2 Manfaat Praktis... 6
BAB II KAJIAN PUSTAKA... 7
2.1 Penuaan... 7
2.1.1 Definisi Penuaan... 7
2.1.2 Teori Penuaan... 7
2.1.2.1 Teori “Wear and Tear”... 7
2.1.2.2 Teori Radikal Bebas ... 8
2.1.2.3 Teori Kontrol Genetika ... 8
xiv
2.1.3 Faktor yang Mempercepat Penuaan ... 9
2.2 Obesitas ...10
2.2.1 Definisi Obesitas ...10
2.2.2 Epidemiologi Obesitas ... 10
2.2.3 Etiopatogenesis Obesitas ...11
2.2.4 Klasifikasi Obesitas... 12
2.2.5 Faktor Risiko Obesitas ... 14
2.2.6 Tatalaksana Obesitas ... 19
2.3 Trigliserida ... 22
2.3.1 Metabolisme Lipid ... 22
2.3.2 Trigliserida dan Olahraga ... 22
2.3.3 Dislipidemia dan Penyakit ... 23
2.4 L-Carnitine... . 23
2.4.1 Definisi L-Carnitine ... 23
2.4.2 Sumber L-Carnitine ... 25
2.4.3 Metabolisme L-Carnitine ... 26
2.4.4 Aktivitas Biologi L-Carnitine ... 28
2.4.5 L-Carnitine dan Hipertrigliseridemia ... 29
2.4.6 L-Carnitine dan Berat Badan... 31
2.4.7 Dosis L-Carnitine ...32
2.5 Olahraga ... 33
2.6 Hewan Coba Tikus (Rattus Norvergicus) ... 37
BAB III KERANGKA BERPIKIR, KONSEP, DAN HIPOTESIS PENELITIAN...42
3.1 Kerangka Berpikir ...42
3.2 Konsep Penelitian ... 43
xv
BAB IV METODE PENELITIAN ... 46
4.1 Rancangan Penelitian ... 46
4.2 Tempat dan Waktu Penelitian ... 47
4.3 Populasi dan Sampel ... 47
4.3.1 Sampel Penelitian ... 47
4.3.2 Kriteria Sampel ... 48
4.3.3 Besar Sampel ... 48
4.4 Variabel Penelitian ... 49
4.5 Definisi Operasional Variabel ... 49
4.6 Bahan dan Alat Penelitian ... 50
4.7 Prosedur Penelitian ... 51
4.7.1 Pemeliharaan Hewan Percobaan ... 52
4.7.2 Pelaksanaan Penelitian ... 52
4.8 Alur Penelitian ... 55
4.9 Perhitungan dosis L-Carnitine ... 56
4.10 Perhitungan dosis L-Carnitine ... 56
BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN PENELITIAN... 57
5.1 Analisis Deskriptif ... 57
5.2 Uji Normalitas Data ... 59
5.3 Uji Homogenitas Data antar Kelompok ... 60
5.4 Uji Komparabilitas... 61
5.5Pembahasan... 74
BAB VI SIMPULAN DAN SARAN ... 88
7.1 Simpulan ... 88
7.2 Saran ... 88
DAFTAR PUSTAKA ... 89
xvi
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 IMT Penduduk Asia Dewasa... 13
Tabel 2.2 Kandungan L-Carnitine di dalam makanan... 33
Tabel 2.3 Data Biologi Tikus... 36
Tabel 5.1 Hasil Analisis Deskriptif Data Berat Badan... 51
Tabel 5.2 Hasil Analisis Deskriptif Data Kadar Trigliserida... 52
Tabel 5.3 Hasil Uji Normalitas Data Berat Badan Antar Kelompok... 52
Tabel 5.4 Hasil Uji Normalitas Kadar Trigliserida... 53
Tabel 5.5 Hasil Uji Homogenitas Data Berat Badan Antar Kelompok... 54
Tabel 5.6 Hasil Uji Homogenitas Data Kadar Trigliserida Antar Kelompok.54 Tabel 5.7 Rerata Berat Badan antar Kelompok Sebelum dan Sesudah Adaptasi... 55
Tabel 5.8 Rerata Berat Badan antar Kelompok Sebelum Diberikan Perlakuan...56
Tabel 5.9 Rerata Berat Badan antar Kelompok Sesudah Diberikan Perlakuan... 57
Tabel 5.10 Rerata Berat Badan Masing-Masing Kelompok Sebelum dan Sesudah Diberikan Perlakuan... 58
Tabel 5.11 Rerata Kadar Trigliserida antar Kelompok Sebelum Diberikan Perlakuan... 60
Tabel 5.12 Rerata Kadar Trigliserida antar Kelompok Sesudah Diberikan Perlakuan... 61
Tabel 5.13 Rerata Kadar Trigliserida Masing-Masing Kelompok Sebelum dan Sesudah Diberikan Perlakuan... 62
xvii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Struktur Carnitine, Acetyl-Carnitine dan Propionyl
L-Carnitine...24
Gambar 2.2 Metabolisme L-Carnitine di mitokondria...28
Gambar 3.1 Bagan Kerangka Konsep penelitian...41
Gambar 4.1 Skema Penelitian ...42
Gambar 5.1 Grafik Perubahan Berat Badan Sebelum dan Sesudah Perlakuan Antar Kelompok...59
Gambar 5.2 Kadar trigliserida Sebelum dan Sesudah Perlakuan Antar Kelompok...63
xviii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 Ethical Clearance ...79
Lampiran 2 Data Berat Badan Tikus Selama Penelitian ...80
Lampiran 3 Kadar Trigliserida Sebelum Perlakuan...81
Lampiran 4 Analisis Deskriptif...83
Lampiran 5 Analisis Normalitas Data...85
Lampiran 6 Analisis Homogenitas Data...86
Lampiran 7 Analisis Komparasi...87
Lampiran 8 Sisa Pakan...91
xix
Daftar singkatan
WHO : World Health Organization
DNA : Deoxyribonucleic acid
HDL : High Density Lipoprotein
BMI : Body Mass Index
IMT : Indeks Massa Tubuh
DSM-IV : Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders, 4th Edition
