UJI EFEK HIPOGLIKEMIK EKSTRAK BERAS BERAS MERAH (LEA) …
Transcript of UJI EFEK HIPOGLIKEMIK EKSTRAK BERAS BERAS MERAH (LEA) …
UJI EFEK HIPOGLIKEMIK EKSTRAK BERAS BERAS MERAH (LEA) PADA TIKUS PUTIH JANTAN (RATTUS NORVEGICUS) YANG DIINDUKSI
DENGAN STREPTOZOTOSIN
THE HYPOGLYCEMIC EFFECT OF RED RICE (LEA) EXTRACTS
OBTAINED FROM TANAH TORAJA DISTRICT IN MALE WHITE RATS (RATTUS NORVEGICUS) INDUCED WITH STREPTOZOTOCYN
Ismail, Mufidah, Yusnita Rifai
Fakultas Farmasi Unversitas Hasanuddin Alamat Korespondensi : Ismail Fakultas Farmasi Universitas Hasanuddin Makassar HP : 085299560548 Email : [email protected]
Abstrak
Diabetes melitus merupakan penyakit yang ditandai dengan meningkatnya kadar glukosa darah (hiperglikemia), yang mana prevalensi kejadiannya tinggi di Indonesia yang mencapai 9,4 % pada tahun 2013. Maka penelitian ini bertujuan untuk mencari dan membuktikan ekstrak beras merah memiliki aktivitas untuk menurunkan kadar glukosa darah. Telah dilakuan penelitiam yang meliputi penyarian secara maserasi menggunakan etanol yang diasamkan dan pengujian efek hipoglikemik ekstrak beras merah (lea), menggunakan hewan coba tikus putih jantan galur Wistar yang diinduksi dengan streptozotosin dengan dosis 35 mg/Kg.BB secara intraperitoneal, tikus dikelompokkan secara random berdasarkan kadar glukosanya. Kelompok kontrol diberi larutan koloidal Na. CMC 0,5 %, kelompok kontrol positif diberi simvastatin 10 mg/Kg.BB hari, Kelompok perlakuan I mendapat ekstrak beras merah lea 150 mg /Kg. BB hari, kelompok perlakuan II mendapat ekstrak merah lea 300 mg /Kg. BB hari, dan kelompok kontrol sehat. Pemberian dilakukan secara peroral setiap hari selama 3 minggu, disertai pengambilan darah tiap minggunya untuk mengukur kadar glukosa darah. Hasil kadar glukosa dianalisis dengan menggunakan Anova yang menunjukkan adanya pengaruh yang signifikan pada minggu I,II dan III. Uji lanjutan ke LSD menunjukkan kontrol sehat berbeda nyata pengaruhnya dengan kelompok negatif, dan keempat kelompok perlakuan dengan ekstrak beras merah pada taraf uji 0,05 (P<0,05). Disimpulkan bahwa ekstrak beras merah memiliki aktivitas menurunkan kadar glukosa darah (hipoglikemia).
Kata Kunci : Beras merah, kadar glukosa, Streptozotosin, Lipolisakarida
Abstract
Diabetes mellitus is a disease characterized by increased blood glucose levels (hyperglycemia), because of the high prevalence of diabetes in Indonesia, according to the results of basic medical research in 2013, it was reached 9.4%. This study aims to find and prove the colored rice extract has an activity to reduced blood glucose levels. Has performed the extraction process used acidified ethanol and hypoglycemic effect from black glutinous rice extract (kobok) and red rice (lea), using experimental animals Wistar male rats were induced by a dose of 35 mg/ Kg.BB streptozotosin intraperitoneally, rats were randomly grouped based on glucose levels. The control group was given a colloidal solution of Na. CMC 0.5%, the positive control group were given simvastatin 10 mg / day Kg.BB, the first treatment group received received Lea red rice extract 150 mg / kg. BB days, group II received Lea red rice extract 300 mg / kg. BB today and a healthy control group. Giving done orally every day for 3 weeks, with weekly blood sampling to measure blood glucose levels. Results glucose levels were analyzed using ANOVA showed a significant effect on the week I, II and III. Further tests showed LSD to healthy controls significantly different effects with negative group, and the fourth group treated with pigmented rice extract at test level of 0.05 (P <0.01). This study confirmed the hypoglycemia effect of pigmented rice extract on blood glucose levels.
Keywords : pigmented rice, Glukose levels, streptozotocyn, lipopolysaccharide
PENDAHULUAN
Diabetes melitus (DM) merupakan golongan penyakit metabolik yang ditandai dengan
gangguan hiperglikemia kronik disertai kelainan metabolik akibat gangguan sekresi insulin,
kerja insulin atau kombinasinya yang menimbulkan berbagai komplikasi kronis pada mata,
ginjal saraf dan pembuluh darah. Gangguan regulasi metabolik pada DM menyebabkan
perubahan fisiologi pada berbagai sistem organ (Koda-kimble. et al., 2009; Di-Piro et al.,
2011 dan Silbernagl & Lang, 2006). Prevalensi kejadian DM di Indonesia menurut hasil riset
kesehatan dasar 2013 adalah 9,4 % (Badan Penelitian dan Pengembangan Kesehatan
Departemen Kesehatan RI, 2013).
Terapi DM diberikan kepada penderita dengan target minimal dapat menurunkan
kadar glukosa darah menjadi normal (hipoglikemik). Selain itu, terapi DM juga diharapkan
dapat mengurangi resiko komplikasi kardiovaskuler. Untuk mencapai tujuan tersebut,
dikembangkan terapi DM komprehensif yang tidak hanya mengendalikan metabolisme
glukosa (hipoglikemik), tetapi juga metabolisme lemak (hipolipidemik). Penelitian dan
pengembangan terapi DM harus mencakup dua aspek metabolisme tersebut (Maher, 2000;
Saravanan dan Pari, 2003).
Metode untuk melihat pengaruh suatu bahan apakah memiliki efek perlindungan
terhadap aterosklerosis sebagai komplikasi diabetes mellitus adalah menggunakan
penginduksi streptozotosin (STZ), lipopolisakarida (LPS) (Rowe et al., 2011). Streptozotosin
dikenal luas memiliki kemampuan diabetogenik pada beberapa spesies hewan seperti mencit,
tikus, anjing, monyet (Rowe et al., 2011; Kobayashi et al., 2000). Pemberian STZ pada tikus
menyebabkan kerusakan pada sel β pulau Langerhans pankreas, sehingga menghambat proses
pengeluaran insulin, dan lebih lanjut menyebabkan peningkatan kadar glukosa dalam darah.
Bentuk terapi yang dapat diberikan adalah dengan pengobatan dan perbaikan gaya
hidup (Maher, 2000). Terapi DM dengan pengobatan dapat dilakukan dengan menggunakan
obat-obatan kimiawi sintetik maupun ramuan tradisional. Terapi dengan ramuan tradisional,
telah menjadi bagian dari budaya masyarakat di berbagai belahan dunia. Hampir setiap negara
di dunia mempunyai kebudayaan sendiri tentang pemanfaatan alam (tumbuhan) untuk
pengobatan (Lee et al., 2000). Berdasarkan perkiraan WHO, lebih dari 80% penduduk di
negara-negara berkembang tergantung pada ramuan tradisional untuk mengatasi masalah
kesehatan mereka (Khan et al., 2002).
Berdasarkan hal tersebut akan dilakukan penelitian untuk melihat efek hipoglikemik
beras merah (lea) asal Kabupaten Tana Toraja pada tikus putih (Rattus norvegiscus) yang
diinduksi dengan streptozotocin. Pengujian antidiabetes yang tepat harus dilakukan melalui
penelitian farmakologi dengan tahap pengujian secara sistemik, supaya hasilnya dapat
dipetanggung jawabkan secara ilmiah dan bermanfaat bagi masyarakat. Karena penyakit
diabetes melitus memerlukan pengobatan jangka panjang dan biaya yang mahal, sehingga
diperlukan pencarian obat diabetes yang relatif murah dan terjangkau oleh masyarakat.
BAHAN DAN METODE
Waktu dan Lokasi Penelitian
Penelitian dilaksanakan di Pusat Penelitian Fakultas Farmasi UNHAS, Biofarmaka, di
Laboratorium Farmakognosi-Fitokimia, Laboratorium Farmakologi Fakultas Kedokteran
UGM, Laboratorium Pusat Penelitian Terpadu UGM, dan tempat lainnya. Penelitian
berlangsung antara bulan April hingga Juli 2014.
Rancangan Penelitian
Penelitian ini merupakan penelitian eksperimental yang terdiri dari dua tahap yaitu uji
pendahuluan penentuan komponen kimia ekstrak beras merah yang dilanjutkan dengan uji
secara in vivo penghambatan aterosklerosis.
Tahap penelitian
Beras merah (varietas Lea) diambil langsung dari kabupaten Tanah Toraja. Beras
diserbukkan dan siap digunakan sebagai bahan penelitian. Beras hitam dan beras merah yang
telah diserbukkan sebanyak 1 kg diekstraksi secara maserasi dengan pelarut Etanol asam.
Mula-mula beras yang telah dihaluskan dimasukkan ke dalam wadah maserasi lalu
ditambahkan cairan hingga seluruh sampel terendam. Wadah lalu ditutup rapat dan dibiarkan
selama 1 jam dalam sonikator. Campuran kemudian disaring dan dilakukan remaserasi dengan
menambahkan cairan penyari ke dalam ampas. Proses ekstraksi dilakukan sebanyak 5 kali
masing-masing. Ekstrak yang diperoleh kemudian dikumpulkan dan pelarutnya diuapkan
hingga ekstrak terbebas dari pelarutnya, selanjutnya air yang tersisa di dalam ekstrak
dihilangkan dengan cara liofilisasi hingga diperoleh ekstrak kering.
Uji aktivitas penurunan Kadar Glukosa Darah, menggunakan Tikus putih galur Wistar
yang berumur 4 minggu dan dalam kondisi sehat. Seluruh tikus dikandangkan pada kondisi
bebas patogen dan diadaptasikan pada kondisi laboratorium selama 1 bulan dengan pemberian
makanan biasa dan diberi siklus penerangan 12 jam gelap, 12 jam terang. Dalam penelitian
ini, perlakuan terhadap hewan uji dilakukan untuk melihat tingkat penurunan kadar
glukosa darah oleh pemberian ekstrak beras pada tikus jantan. Tikus kemudian dibagi
menjadi 7 kelompok, masing-masing kelompok terdiri dari 3 ekor. Adapun pembagian
kelompoknya yakni : Kontrol 1 (K1), Kontrol 2 (K2), Perlakuan 1 (P1), Perlakuan 2 (P2),
Serta Kontrol Sehat (KS). Adapun pembagian kelompok perlakuan adalah sebagai berikut : K
1: Kelompok kontrol, tikus terinduksi diabetes akibat pemberian STZ yang diinduksi lebih
lanjut dengan Lipopolisakarida dan hanya diberi larutan koloidal Na. CMC 0,5 %; K 2:
Kelompok kontrol positif, tikus terinduksi diabetes akibat pemberian STZ yang diinduksi
lebih lanjut dengan LPS dan hanya diberi simvastatin 10 mg/Kg. bb/hari (0,5 mL/hari); P1 :
Kelompok perlakuan 1, tikus terinduksi diabetes akibat pemberian STZ yang diinduksi lebih
lanjut dengan LPS dan mendapat ekstrak beras merah Lea 150 mg / Kg. bb hari (0,5
mL/hari); P2 : Kelompok perlakuan II, tikus terinduksi diabetes akibat pemberian STZ yang
diinduksi lebih lanjut dengan LPS dan mendapat mendapat ekstrak beras merah Lea 300 mg /
Kg. bb hari (0,5 mL/hari) dan Kelompok kontrol sehat, tikus yang tidak diinduksi dengan
STZ maupun LPS, dan hanya diberikan pellet sebagai makan serta larutan kloidal Na. CMC
0,5 %.
Penelitian yang berlangsung 1,5 bulan (6 minggu) dan setiap hari perlakuan diatas
dilaksanakan. Dilakukan pencatatan bobot badan tikus setiap minggu dan pada awal minggu
terakhir penelitian, tikus diambil darahnya dari vena pleksus mata dengan menggunakan
tabung mikrohematokrit.
Level glukosa didalam serum diukur menggunakan metode GOD-PAP (Glucose
Oksidase Phenol Aminoantipryn), fotometrik enzimatik. Pengukuran dilakukan lima kali,
yakni pada awal penelitian (sebelum induksi), setelah induksi dengan STZ, kemudian minggu
pertama, kedua dan ketiga penelitian. Darah yang Darah disentrifugasi dengan kecepatan
3000 rpm, setelah memisah terdapat bagian yang menggumpal dan bagian cairan yang
diambil adalah cairan beningnya (serum). Penggunaan serum disini untuk pengukuran Karena
bagian ini dapat ditembus cahaya, sedangkan bagian padatan tentu tidak dapat diukur dengan
Microlab 300. Karena prinsip dari Microlab 300 itu sendiri adalah spektroskopi yang dapat
mengukur larutan bening sehingga dapat ditembus oleh cahaya. Serum diambil sebanyak 10
µL ditambahkan reagen sebanyak 1000 µL, larutan blangko dibuat dengan mengambil
akuades (pelarut) sebanyak 10 µL ditambahkan reagen sebanyak 1000 µL, dibuat juga larutan
standar yang berisi reagen sebanyak 1000 µL dan 10 µL standar yang diambil dari larutan
stok (200 mg/dl) terakhir ketiga larutan ini dihomogenkan menggunakan vortex. Selanjutnya
larutan tersebut diinkubasi pada suhu kamar (24-30oC) selama 20 menit, hal ini maksudkan
supaya didapatkan hasil optimal di mana reagen dan serum bereaksi optimal. Setelah itu,
dilakukan pengukuran aktivitas serum dengan Microlab 300 pada panjang gelombang 546
nm.
Analisis statistic
Untuk menguji perbedaan kadar gula darah setelah diberikan pembeban glukosa dan
grup perlakuan digunakan analysis of variance (ANOVA) berpasangan dan bila terdapat
perbedaan yang bermakna maka dilanjutkan dengan analisis LSD. Tingkat kemaknaan yang
digunakan besarnya 0,05. Pengolahan dan analisis data menggunakan program SPSS 16.0.
HASIL
Hasil dari ekstraksi secara maserasi yaitu diperoleh 0,677 g dengan rendamen 3,380 %
untuk beras ketan kobok. Sedangkan untuk beras merah lea diperoleh ekstrak kental sebanyak
0,473 g dengan rendamen 2,332% (Tabel 1). Sedangkan untuk persen penurunan kadar
glukosa darah tikus putih (Rattus norvegicus) persentase kadar pada minggu ketiga
Kelompok P I sebesar -61.20±16.03% dan kelompok PII sebesar -70.53±2.94%, kelompok
negatif -13.34±7. 79%, dan kontrol sehat (normal) 1.42±0.78 (Tabel 2 dan Gambar 1).
PEMBAHASAN
Penelitian ini menemukan bahwa ekstrak merah (Lea) dapat menurunkan kadar
glukosa darah tikus putih (Rattus norvegicus) setelah dilakukan uji efektivitas secara in vivo
yang berlangsung kurang lebih 6 minggu dengan persiapannya. Tikus putih yang digunakan
dikondisikan terlebih dahulu dengan lingkungan sekitar. Selama penkondisian, semua tikus
diberi pakan pellet dan air minum ad-libitum. Pengukuran profil biokimia darah tikus level
glukosa menggunakan serum. Sampel darah diambil dari vena plexus mata dengan
menggunakan tabung mikrohematokrit. Perbandingan hasil pengukuran setelah diinduksi
dengan menggunakan STZ untuk mencapai kondisi DM, setelah 72 jam.
Adapun kondisi DM adalah tikus yang kadar glukosa darahnya diatas 200 mg/dl.
Pemberian STZ dengan dosis 35 mg/kg.BB secara intraperitonial untuk menginduksi
kerusakan pulau langerhans dan sel β pankreas menyebabkan kenaikan kadar glukosa diatas
300 mg/dl pada semua hewan coba kecuali kelompok kontrol sehat (100mg/dl). Hewan coba
kemudian dikelompokkan secara random berdasarkan kadar glukosa darah yakni : empat
kelompok perlakuan yang diinduksi STZ (Kontrol Positif dengan pembanding simvastatin,
Kontrol Negatif, Pelakuan I dan II untuk merah Lea), serta satu kelompok sehat.
Hasil perhitungan persentase kadar glukosa darah tikus putih (Rattus norvegicus) pada
minggu ketiga terlihat perbedaan yang jelas antar kelompok. Kelompok P I sebesar -
61.20±16.03% dan kelompok PII sebesar -70.53±2.94%. Persen penurunan kadar glukosa
darah kedua kelompok ini lebih rendah dari kadar kelompok negatif (-13.34±7. 79%), dan
kontrol sehat (normal) justru sedikit mengalami kenaikan sampai (1.42±0.78). Hal ini
menunjukkan kesesuain dengan teori bahwasanya kontrol negatif yang hanya diberikan
Na.CMC tidak memberikan efek pada perubahan kadar glukosa tikus dan pemberian ekstrak
beras merah secara bermakna menurunkan kadar glukosa darah tikus putih yang diinduksi
dengan STZ. Hal ini diduga disebabkan karena ekstrak beras merah dapat merangsang
pelepasan insulin pada sel yang tidak rusak sempurna. Efek penurunan kadar glukosa darah
diduga melalui perbaikan sel-sel beta pulau Langerhans oleh komponen ekstrak, karena
kandungan flavonoid dan antosianin juga bersifat antioksidan sehingga dapat melindungi
kerusakan sel-sel pankreas dari radikal bebas (Giusti dan Wrostlad, 2001). Penelitian
melaporkan bahwa beras berwarna banyak mengandung antosianin, flavonoid dan polifenol
lainnya (Moko et al., 2014; Yodmanee et al., 2011). Adanya kandungan yang sangat
bermanfaat dalam ekstrak beras merah, sehingga bisa dikembang sebagai neutraseutikal
(Tapas et al., 2008).
Uji statistik parametrik Anova satu arah yang dilakukan setelah uji distribusi data
normal dan homogenitas varian data, menunjukkan bahwa data memenuhi syarat untuk
dianalisis secara Anova. Hasil analisis Anova menunjukkan adanya pengaruh yang signifikan
pada minggu I,II dan III. Uji lanjutan ke LSD menunjukkan kontrol sehat berbeda nyata
pengaruhnya dengan kelompok negatif, dan keempat kelompok perlakuan dengan ekstrak
beras merah dengan nilai signifikansi < 0,05.
KESIMPULAN DAN SARAN
Kami menyimpulkan bahwa beras merah (lea) memilki aktivitas untuk menurunkan
kadar glukosa darah tikus yang diinduksi dengan STZ. Melihat potensi tersebut, maka
diharapkan ke depannya dapat ditentukan komponen kimia yang terkandung didalmnya dan
diformulasi menjadi sebuah produk neutrseutikal sehingga akan lebih bermanfaat dalam
pencegahan dan pengobatan diabetes mellitus di masyarakat.
DAFTAR PUSTAKA
Badan Penelitian dan Pengembangan Kesehatan Departemen Kesehatan RI. (2013). Laporan Riset Kesehatan Dasar, Depkes RI, 121-124
Di-Piro JT, Talbert RL, Yee GC, Matzke GR, Wells BG, Posey LM. (2011). Pharmacotherapy: A Pathophysiologic approach, 8th Edition, McGraw-Hill Companies, USA.
Giusti M.M dan Wrostald R.E. (2001). Characterization dan measurement of anthocyanin by UV-Visible spectroscopy.
Khan M.T.H., t al. (2002). Identification of pyrogallol as an antiprolifertive compound present in extracts from the medicinal plant Emblica medicinalis: effect on in-vitro cell growth of human tumor cell lines. International Journal of Oncology 20: 187-192.
Kobayashi T., et al. (2000). Mechanisms underlying the cronic pravastatin treatment-induced improvement in the impaired endothelium-depent aortic relaxation seen in streptozotocin-induced diabetic rats. British journal of pharmacology 131: 231-238
Koda-Kimble M.A. et al. (2009). Applied therapeutics: The Clinical use of drugs, 9th Edition, Lippincott Williams & Wilkins
Lee K.H., et al. (2000). Current perspectives on chinese medicines and dietary supplements in China, Japan and the United States. Journal of Food and Drug Analysis 8 (4): 219-228.
Maher, J.T. (2000). Alpha-lipoic acid and co-Q10 in diabetes mellitus. Natural Healing Track. Juli: 2-7.
Moko et al. (2014). Phytochemical content and antioxidant Properties of Colored and Noncolored Varietes Of Rice Bran From Minahasa, North Sulawesi, Indonesia . International food research journal, 21 (3) : 1017-1023.
Rowe A. p., et al. (2011). Shortterm hyperglikemia increase arterial superoxide production and iron dyregulation in atherosclerotic monkeys. Jmetabol. 2010.11.003
Saravanan G. and Pari L. (2003). Effect of cogent db, a herbal drug, on serum and tissue lipid metabolism in experimental hyperglycaemic rats. Diabetes, Obesity and Metabolism 5: 156–162
Silbernagl S. & Lang F. (2006). Teks & atla merah patofisologi. Jakarta : EGC Tapas A.R., Sakarkar D.M., and Kakde R.B. (2008). Flavonoids as nutraceuticals : A review.
tropical journal of pharmaceutical research. 7 (3) : 1089 – 1099. Yodmanee, S., et al. (2011). Physical, Chemical and antioxidant properties of pigmented rice
grown in Southern Thailand. International food research journal, 18 (3) : 901-906
Tabel 1. Data Persen Rendamen Ekstrak Beras Merah
Sampel Bobot ekstrak (g) Bobot sampal (g) Rendamen (% b/b)
Beras Lea 0.473
20.362
2.322
Tabel 2. Persentase Selisih Glukosa Darah Tikus setelah Perlakuan
Perlakuan Persentase Selisih Glukosa Darah Tikus setelah Perlakuan
Minggu I Minggu II Minggu III
KS (kontrol sehat) -19,75±9,02 -13,90 ±1,71 1,42±0,78
KI (kontrol Negatif) 29,80±15,84 5,28±11,78 -13,34±7,79
KII (Kontrol Positif) 1,35±9,97 -7,18±3,71 -95,66±0,02
PI (Pemberian Beras lea 150 mg /hari 2,38±22,24 -9,84±4,39 -61,20±16,03
PII (Pemberian Beras Lea 300 mg /hari -65,98±1,31 -71,66±7,22 -70,53±2,94
Nilai adalah rata-rata tiga kali pengukuran ± standar deviasi (SD) Hasil Olah Data 2014
E
Gambar 1. Histogram Profil Glukosa Darah Setelah Perlakuan
-120,00
-100,00
-80,00
-60,00
-40,00
-20,00
0,00
20,00
40,00
Normal Negatif Control Positif ControlLea 150
mg/Kg.BBLea 300
mg/Kg.BB
Pers
enta
se K
adar
Glu
kosa
Week I Week II Week III