Kata Kunci: perasan labu siam, mencit (Mus musculus), streptozotocin (STZ), pulau Langerhans

Transkripsi

1 PENGARUH PERASAN LABU SIAM (Sechium edule (Jacq.) Sw.) TERHADAP PERBAIKAN PULAU LANGERHANS PANKREAS MENCIT (Mus musculus) GALUR Balb/c HASIL INDUKSI STREPTOZOTOCIN (STZ) Nina Mufida 1), Nugrahaningsih 2), dan Betty Lukiati 2) 1. Mahasiswa Biologi, Fakultas MIPA, Universitas Negeri Malang 2. Dosen Biologi, Fakultas MIPA, Universitas Negeri Malang ABSTRAK: Diabetes mellitus merupakan penyakit gangguan metabolik yang ditandai dengan hiperglikemi. Labu siam termasuk tanaman yang dapat digunakan sebagai alternatif untuk menurunkan kadar glukosa darah khususnya bagian buah. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh perasan labu siam (Sechium edule (Jacq.) Sw.) terhadap perbaikan pulau Langerhans pankreas dan memperoleh dosis perasan labu siam (Sechium edule (Jacq.) Sw.) yang efektif memperbaiki pulau Langerhans pankreas mencit (Mus musculus) Galur Balb/c yang diinduksi Multiple Low Dose Streptozotocin (MLD-STZ). Penelitian ini menggunakan RAL dengan 5 macam perlakuan masing-masing 4 ulangan. 20 mencit dibagi dalam 5 kelompok perlakuan (mencit diinduksi MLD-STZ, mencit diinduksi MLD-STZ dengan terapi perasan labu siam dosis 121 mg/20gbb, 242 mg/20gbb, 363 mg/20gbb, dan 484 mg/20gbb). Pemberian perasan dilakukan secara oral selama 14 hari berturut-turut, kemudian dilakukan pembuatan preparat dengan pewarnaan HE, dan dilanjutkan penghitungan persentase perbaikan pulau Langerhans pankreas. Hasil penelitian menunjukkan ada kecenderungan perasan labu siam (Sechium edule (Jacq.) Sw.) memperbaiki pulau Langerhans pankreas mencit (Mus musculus) Galur Balb/c hasil induksi Multiple Low Dose Streptozotocin (MLD-STZ), tetapi tidak berpengaruh signifikan. Kata Kunci: perasan labu siam, mencit (Mus musculus), streptozotocin (STZ), pulau Langerhans ABSTRACT: Diabetes mellitus is metabolic disorders characterized by hyperglycemia. Sechium edule (Jacq.) Sw. can be used as an alternative for the decrease blood glucose level especially in parts of the fruit. This research aimed to find the effect Sechium edule (Jacq.) Sw. juice to repair the islet of Langerhans pancreas and effective dose of Sechium edule (Jacq.) Sw. juice to repair the islet of Langerhans pancreas mice (Mus musculus) strain Balb/c were injected Multiple Low Dose Streptozotocin (MLD-STZ). Twenty of 8 up to 10 weeks old and 20g weight male mice divided into five group (mice were injected MLD-STZ, mice were injected MLD-STZ with Sechium edule (Jacq.) Sw. juice therapy doses 121 mg/20gbb, 242 mg/20gbb, 363 mg/20gbb, and 484 mg/20gbb). Sechium edule (Jacq.) Sw. juice given administrated by oral 14 days consecutive. Result of this experiments indicate that treated juice of Sechium edule (Jacq.) Sw. showed repair the islets Langerhans pancreas mice (Mus musculus) strain Balb/c were injected Multiple Low Dose Streptozotocin (MLD-STZ) but no significant effect. Keywords: Sechium edule (jacq.) Sw. juice, mice (Mus musculus), streptozotocin (STZ), Langerhans islet Pola makan yang tidak memperhatikan keseimbangan gizi dapat menimbulkan penyakit degeneratif seperti penyakit jantung koroner, hipertensi, hiperlipidemia, dan diabetes mellitus (DM). Diabetes mellitus merupakan salah satu penyakit degeneratif yang menjadi masalah besar pada abad ini. Berdasarkan

2 hasil laporan International Diabetes Federation (2013) menunjukkan bahwa Indonesia menempati urutan ke 7 tertinggi di dunia dengan jumlah penderita diabetes mencapai 8,5 juta pada tahun 2013, pada tahun 2035 jumlah penderita diperkirakan meningkat hingga 14,1 juta. Diabetes mellitus merupakan kelompok penyakit metabolik yang ditandai dengan hiperglikemi, glikosuria, hiperlipidemia (Tripathi & Verma, 2014). Pengobatan DM umumnya dilakukan dengan obat hipoglikemik oral, terapi insulin, atau kombinasi keduanya. Terapi obat dapat menimbulkan masalah ketidaksesuaian antara tujuan dengan pencapaian tujuan terapi. Pengobatan dengan injeksi insulin menyebabkan ketergantungan penderita terhadap insulin (Muchid et al., 2005). Penggunaan bahan alami sebagai obat tradisional mulai berkembang pesat dan mulai digalakkan. Pemanfaatan bahan alami (tanaman obat) sebagai bahan obat tradisional dianggap tidak berbahaya dan memiliki efek negatif yang rendah (Kharidah & Soemarno, 2011). Beberapa penelitian yang sudah dilakukan untuk pengobatan penyakit DM dengan menggunakan bahan alami (tanaman obat) diantaranya Ekstrak etanol buah labu siam telah terbukti dapat menurunkan kadar glukosa darah tikus wistar hasil induksi MLD-STZ (Lukiati et al., 2014). Penurunan kadar glukosa darah tikus hasil induksi MLD- STZ diikuti dengan perbaikan pankreas tikus secara histologis (Lukiati et al., 2016). Perasan buah labu siam telah dibuktikan dapat menurunkan kadar gula darah mencit Galur Balb/c hasil induksi alloksan (Mashfufah, 2010). Perasan labu siam juga telah terbukti memiliki aktivitas antioksidan tinggi dengan nilai IC 50 sebesar 34, μg/ml (Mukminin, 2016). Penelitian ini mengungkap potensi perasan buah labu siam sebagai bahan alami untuk terapi pada mencit hasil induksi STZ (streptozotocin) dengan mengamati perbaikan pulau Langerhans pankreas secara histologis. METODE Penelitian ini merupakan penelitian eksperimental yang disusun dalam Rancangan Acak Lengkap (RAL) dengan 5 macam perlakuan masing-masing 4 ulangan. Objek dalam penelitian ini adalah mencit (Mus musculus) jantan galur Balb/c sejumlah 20 ekor, umur 8-10 minggu dengan bobot 20±2 gram. Peningkatan kadar glukosa mencit pada penelitian ini dilakukan secara intraperitoneal dengan multiple low dose Streptozotocin (MLD-STZ) dosis 20 mg/kgbb selama 10 hari berturut-turut setiap sebelum makan. Buah labu siam (Sechium edule (Jacq.) Sw.) yang digunakan dalam penelitian diperoleh dari UPT Materia Medika Batu. Perasan buah labu siam diperoleh dengan cara 100 gram daging buah labu siam dicuci bersih untuk menghilangkan kandungan senyawa saponin buah kemudian diparut, dan diperas. Perasan labu siam diberikan secara oral satu kali sehari selama 14 hari berturut-turut. Dosis yang digunakan dalam penelitian ini yaitu: 1. P1: mencit diinduksi MLD-STZ 2. P2: mencit diinduksi MLD-STZ dengan terapi perasan dosis 121 mg/20gbb 3. P3: mencit diinduksi MLD-STZ dengan terapi perasan dosis 242 mg/20gbb 4. P4: mencit diinduksi MLD-STZ dengan terapi perasan dosis 363 mg/20gbb 5. P5: mencit diinduksi MLD-STZ dengan terapi perasan dosis 484 mg/20gbb.

3 Seluruh hewan coba dimatikan dengan cara dislokasi pada akhir perlakuan, kemudian mencit dibedah dan diambil organ pankreasnya. Organ pankreas mencit dicuci sampai bersih dengan PBS, kemudian dilakukan pembuatan preparat histologis pankreas dengan pewarnaan hematoksilin eosin (HE). Tahapan pembuatan preparat irisan histologis pankreas mencit adalah: fiksasi, dehidrasi, penjernihan (clearing), impregnasi, pengeblokan (embedding), pemotongan dengan menggunakan microtome, tahapan terakhir adalah penempelan organ pada kaca benda. Pewarnaan hematoksilin-eosin diawali dengan deparafinisasi (sayatan hasil pemotongan dengan microtome dimasukkan kedalam oven bersuhu 45 0 C selama 1 jam kemudian dimasukkan kedalam xylol 1, xylol 2, dan xylol 3 masing-masing selama 5 menit). Hidrasi pada alkohol 96%-1, alkohol 96%-2, dan alkohol 96%-3 masing-masing selama 2 menit. Preparat dimasukkan kedalam air selama 10 menit. Preparat diwarnai dengan cat utama hematoksilin selama 10 menit kemudian dicuci dengan air mengalir selama 20 menit. Dicelupkan pada alkohol asam 1% 3-5 kali kemudian dicelupkan ammonia air 5-10 kali. Preparat diwarnai dengan cat pembanding eosin 1% selama 0,5-1 menit. Didehidrasi pada alkohol 80%, 96%-1, dan alkohol 96%-2 masing-masing selama 2 menit. Tahapan terakhir dilakukan penjernihan (clearing) dengan memasukkan preparat pada xylol 1, 2 dan xylol 3 masing-masing selama 5 menit kemudian dilakukan mounting dengan entellan dan deckglass. HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil Penelitian Hasil pengamatan histologis pankreas mencit yang diinduksi Multiple Low Dose Streptozotocin (MLD-STZ) (Gambar 1 A) menunjukkan bahwa kepadatan sel β pulau Langerhans lebih renggang dengan rongga intraseluler yang luas. Mencit hasil induksi MLD-STZ yang diterapi perasan labu siam dengan dosis (121 mg/20gbb, 242 mg/20gbb dan 363 mg/20gbb) (Gambar 1 B-D) menunjukkan adanya perbaikan pulau Langerhans pankreas. Perbaikan tersebut ditunjukkan dengan kepadatan sel β yang lebih rapat, rongga intraseluler yang sempit, dan adanya jaringan asinar pankreas yang tersebar di sekitar pulau Langerhans pankreas. Histologis pankreas mencit hasil induksi MLD-STZ yang diterapi perasan labu siam dengan dosis 484 mg/20gbb (Gambar 1 E) menunjukkan sel β pulau Langerhans sangat sedikit dan rongga intraseluler yang luas dibandingkan dengan pulau Langerhans mencit hasil induksi MLD-STZ. Secara deskriptif, kelompok mencit hasil induksi MLD-STZ yang diterapi perasan labu siam dengan dosis 121 mg/20gbb mengalami perbaikan pulau Langerhans paling tinggi dibandingkan dengan kelompok lainnya. Hasil pengamatan secara histologis pulau Langerhans pankreas mencit perlakuan disajikan dalam Gambar 1.

4 A. B. C. D. E. Gambar 1. Preparat histologis pulau Langerhans pankreas mencit hasil pewarnaan HE, perbesaran 1000x. ( : sel β, : rongga intraseluler, : jaringan asinar). Keterangan: A: mencit hasil induksi MLD-STZ (P1) B: mencit hasil induksi MLD-STZ + terapi dosis 121 mg/20gbb (P2) C: mencit hasil induksi MLD-STZ + terapi dosis 242 mg/20gbb (P3) D: mencit hasil induksi MLD-STZ + terapi dosis 363 mg/20gbb (P4) E: mencit hasil induksi MLD-STZ + terapi dosis 484 mg/20gbb (P5) Derajat insulitis pulau Langerhans pankreas (%) dapat dihitung berdasarkan luas kerusakan pulau langerhans pankreas dibanding dengan luas keseluruhan pulau Langerhans pankreas mencit. Gambar 2 menunjukkan bahwa derajat insulitis pada kelompok mencit hasil induksi MLD-STZ (P1) yaitu sebesar 16%. Rerata derajat insulitis kelompok mencit hasil induksi MLD-STZ yang diterapi perasan labu siam secara berturut-turut (P2: 9%, P3: 10%, dan P4: 15%) lebih rendah dibandingkan rerata derajat insulitis mencit hasil induksi MLD-STZ. Kelompok mencit hasil induksi MLD-STZ yang diterapi perasan labu siam dengan dosis 484 mg/20gbb (P5) memiliki rerata derajat insulitis lebih tinggi dibandingkan dengan rerata derajat insulitis pankreas mencit hasil induksi MLD- STZ yaitu sebesar 23%. Derajat insulitis pulau Langerhans pankreas mencit hasil induksi MLD-STZ yang diterapi perasan labu siam dengan dosis 121 mg/20gbb (P2) menunjukkan penurunan derajat insulitis paling besar.

5 Gambar 2. Rerata derajat insulitis pulau Langerhans pankreas mencit berbagai perlakuan. Keterangan: P1 : mencit hasil induksi MLD-STZ P2 : mencit hasil induksi MLD-STZ + terapi dosis 121 mg/20gbb P3 : mencit hasil induksi MLD-STZ + terapi dosis 242 mg/20gbb P4 : mencit hasil induksi MLD-STZ + terapi dosis 363 mg/20gbb P5 : mencit hasil induksi MLD-STZ + terapi dosis 484 mg/20gbb Hasil perhitungan derajat insulitis pulau Langerhans pankreas selanjutnya dianalisis statistik dengan ANAVA tunggal. Hasil analisis disajikan pada Tabel 1 sebagai berikut. Tabel 1. Ringkasan ANAVA Derajat insulitis ANAVA Sum of Squares Df Mean Square F Sig. Between Groups Within Groups Total Tabel 1 menunjukkan bahwa nilai F untuk perlakuan sebesar 2,200 dengan signifikasi 0,118. Signifikansi 0,118 0,05, berarti bahwa perasan labu siam dengan dosis mg/20gbb secara statistik tidak berpengaruh signifikan terhadap perbaikan pulau Langerhans pankreas. Pembahasan Berdasarkan hasil perhitungan rerata derajat insulitis pulau Langerhans pankreas mencit diketahui bahwa perasan buah labu siam dapat menurunkan derajat insulitis pada dosis 121 mg/20gbb, 242 mg/20gbb, dan 363 mg/20gbb. Hasil analisis secara statistik menunjukkan bahwa perasan buah labu siam tidak berpengaruh secara signifikan terhadap perbaikan pulau Langerhans pankreas. Hal ini disebabkan rentangan dosis perasan yang digunakan terlalu lebar sehingga pada perasan dengan dosis 484 mg/20gbb bahkan dapat meningkatkan rerata

6 derajat insulitis sampai melebihi rerata derajat insulitis pulau Langerhans pankreas mencit hasil induksi Multiple Low Dose Streptozotocin (MLD-STZ). Setiap bahan alami memiliki potensi bersifat toksik, sehingga pemberian bahan alami untuk terapi tidak boleh berlebihan atau harus sesuai dengan takaran (Peter, 2002). Rerata kadar glukosa darah kelompok mencit hasil induksi MLD-STZ (P1) setelah injeksi MLD-STZ selama 10 hari sebesar 113 mg/dl. Kadar glukosa darah mencit hasil induksi MLD-STZ (P1) setelah 14 hari dari pengukuran awal mengalami kenaikan menjadi 122 mg/dl. Peningkatan kadar glukosa darah berkaitan dengan derajat insulitis pulau Langerhans pankreas mencit. Derajat insulitis pada penelitian diperoleh dari menghitung perbandingan luas kerusakan pulau Langerhans dengan luas pulau Langerhans pankreas secara keseluruhan. Kerusakan sel β pankreas berkaitan dengan sekresi insulin yang dihasilkan, semakin banyak sel β yang mengalami kerusakan maka sekresi insulin yang dihasilkan juga semakin sedikit. Kadar insulin yang rendah menyebabkan kadar glukosa darah semakin meningkat. Pengukuran kadar glukosa darah pada penelitian ini tidak dilakukan secara berkala dengan jangka waktu yang tidak terlalu lama untuk mengetahui adanya perubahan kadar glukosa darah sehingga dimungkinkan pada waktu pengukuran, kadar glukosa darah mencit sedang mengalami penurunan. Hal ini sesuai dengan hasil penelitian sebelumnya yang melaporkan bahwa induksi DM dengan metode MLD-STZ menyebabkan peningkatan kadar glukosa yang tidak stabil dan bersifat reversible (Hikmah et al., 2015). Peningkatan kadar glukosa darah mencit pada penelitian merupakan hasil induksi Multiple Low Dose Streptozotocin (MLD-STZ) dosis 20 mg/kgbb. Peningkatan kadar glukosa mencit terjadi akibat kerusakan pulau Langerhans pankreas mencit. Kerusakan pulau Langerhans terjadi akibat injeksi zat diabetogenik (streptozotocin) yang dapat menyebabkan defisiensi insulin dan berakibat pada peningkatan kadar glukosa darah. Hasil penelitian Szkudelski (2001) menyatakan bahwa Kerusakan pulau Langerhans pankreas diawali dengan adanya radikal bebas nitric oxide (NO) yang menyebabkan peningkatan aktivitas guanil siklase dan penurunan konsumsi Adenosine Triphosphate (ATP) mitokondria. Peningkatan aktivitas guanil siklase memicu terjadinya alkilasi DNA, sedangkan penurunan ATP mitokondria dapat meningkatkan aktivitas Xantin Oksidase (XOD) yang akan mengkatalisis pembentukan radikal bebas. Alkilasi DNA dan radikal bebas menyebabkan terjadinya deplesi energi sel. Deplesi energi sel akan menyebabkan terjadinya nekrosis atau kerusakan sel β pulau Langerhans pankreas. Derajat insulitis pulau Langerhans pankreas mencit hasil induksi MLD- STZ yang diterapi perasan labu siam dengan dosis 121 mg/20gbb, 242 mg/20gbb, dan 363 mg/20gbb menunjukkan penurunan dibandingkan dengan derajat insulitis pulau Langerhans pankreas mencit hasil induksi MLD-STZ. Hasil pengamatan histologis pada pulau Langerhans pankreas mencit hasil induksi MLD-STZ yang diterapi perasan buah labu siam menunjukkan adanya perbaikan. Perbaikan tersebut ditandai dengan kepadatan sel β yang lebih rapat, rongga intraseluler yang lebih sempit, dan adanya jaringan asinar yang tersebar disekitar pulau Langerhans pankreas. Perbaikan ini dapat disebabkan kandungan senyawa aktif labu siam seperti flavonoid yang berperan sebagai antioksidan alami. Senyawa aktif flavonoid yang dimiliki oleh buah labu siam berperan sebagai

7 antioksidan alami karena mempunyai Struktur O-hidroksi pada cincin aromatiknya (Vermeris & Nicolson, 2006). Aktivitas antioksidan alami dapat menimbulkan efek yang sinergis jika terjadi kombinasi antara antioksidan hidrofilik dengan antioksidan lipofilik (Grassman, 2005). Penurunan jumlah radikal bebas yang tersebar dapat mengaktifkan aktivitas antioksidan endogen yang dimiliki oleh sel β seperti superoxide dismutase (SOD) yang dapat mengkonversi radikal bebas menjadi hidrogen peroxidase (H 2 O 2 ) yang bersifat lebih stabil, selanjutnya akan dikatalisis oleh GSH peroxidase menjadi air (H 2 O) (Droge, 2002). Kondisi ini dapat menyebabkan penurunan jumlah radikal bebas yang tersebar didalam tubuh sehingga kerusakan sel β dapat terhambat dan secara histologis menunjukkan kondisi pulau Langerhans yang lebih baik dibandingkan pulau Langerhans pankreas mencit hasil induksi MLD-STZ. SIMPULAN Simpulan dari hasil penelitian adalah perasan labu siam (Sechium edule (Jacq.) Sw.) ada kecenderungan berpengaruh terhadap perbaikan pulau Langerhans pankreas mencit (Mus musculus) Galur Balb/c hasil induksi MLD-STZ, akan tetapi secara statistik pengaruhnya tidak signifikan. DAFTAR RUJUKAN Bilous, R & Donelly, R Buku Pegangan Diabetes edisi ke 4. terjemahan Egi Komara Yudha Jakarta: Bumi Medika. Chakraborthy, G.S., Arora R., Majee C Antidiabetic and Antihyperlipidaemic Effect of Hydroalkoholic Extract of Calendula officinalis. International Researh Journal of Pharmacy, 2(1): Droge, W Free Radicals in the Physiological Control of Cell Function. The American Physiological Society, 82: Grassmann, J Terpenoid as Plant Antioxidants. Vitamins and Hormones, vol 72: Hikmah, N., Shita A.D.P., Maulana, H Rat Diabetic Blood Glucose Level Profile with Stratified Dose Streptozotocin (SD-STZ) and Multi Low Dose Streptozotocin (MLD-STZ) Induction Methods. The Journal of Tropical Life Science, 5(1): International Diabetes Federation (IDF) Diabetes Atlas 6 th. Online Version of IDF Diabetes Atlas: Hlm. 13. Kharidah, S & Soemarno, T Pengaruh Ekstrak Biji Eugenia Jambolana terhadap Jumlah Sel Beta Pankreas dan Ekspresi Protein Glut4 Pada Mencit Jantan Balb/C yang Diinduksi Streptozocin. Majalah Patologi, 20(2): Lim, T.K Edible Medicinal and Non-Medicinal Plants Volume 2, Fruits. London, New York: Springer Dordrecht Heidelberg. Lukiati, B., Aulanni am., Darmanto W The Effect of Curcuma heyneana Ethanolic Extract on the Superoxide Dismutase Activity and Histological

8 Pancreas of Type 1 Diabetes Mellitus Rats. International Journal of Basic & Applied Science IJENS, 12(02): Lukiati, B., Nugrahaningsih., Maslikah S.I Potensi Ekstrak Etanol Labu Siam (Sechium edule) untuk Terapi Tikus Wistar DM Hasil Induksi Streptozotocin. Prosiding 1 st National Research Symposium Universitas Negeri Malang: Lukiati, B., Maslikah, S.I., Nugrahaningsih Potensi Ekstrak Etanol Labu Siam (Sechium edule) untuk Perbaikan Kerusakan Sel Beta Pankreas dan Kadar Nitrogen Oksida Pada Tikus yang Mengalami Diabetes Mellitus. Jurnal Kedokteran Hewan, 10(1): Mashfufah, A Pengaruh Perasan Buah Labu Siam (Sechium edule (Jacq.) Swartz) terhadap Penurunan Kadar Gula Darah Mencit (Mus musculus L.) Balb-C. Skripsi tidak diterbitkan. Jember: Universitas Jember. Muchid, A., Umar, F., Ginting, M.N., Basri, C., Wahyuni, R., Helmi, R., Istiqomah, S.N., Purnama, N.R., Masrul., Lestari, S.B., Syamsudin, F., Pamela, D.S., Astuti, F.B., Retnohidayati, D Pharmaceutical Care untuk Penyakit Diabetes Mellitus. Direktorat Bina Farmasi Komunitas dan Klinik Direktorat Jenderal Bina Kefarmasian dan Alat Kesehatan: Departemen Kesehatan RI. Mukminin, L.H Identifikasi Senyawa Bioaktif dan Uji Antioksidan Perasan Buah Labu Siam (Sechium edule (Jacq.) Sw.) untuk Terapi Mencit Balb/C Diabetes Hasil Induksi Streptozotocin. Skripsi tidak diterbitkan. Malang: Universitas Negeri Malang. Panjuantiningrum, F Pengaruh Pemberian Buah Naga Merah (Hylocereus polyrhizus) terhadap Kadar Glukosa Darah Tikus Putih yang Diinduksi Aloksan. Skripsi tidak diterbitkan. Surakarta: Universitas Sebelas Maret. Peter, A.G.M Herbal Remidies. N Engl J Med, (Online), 347: , ( diakses 25 Februari Renu, A., Sunil, K., Dinesh, K., Ajay., Tarun, K Antidiabetic Activity of Ethanolic Extract of Swertia Chirayita Buch-Ham. International Research Journal of Pharmacy, 2(1): Szkudelski, T The Mechanism of Alloxan and Streptozotocin Action in B Cells of the Rat Pancreas. Physiological Research, 50: Tripathi, V & Verma, J Different Models Used to Induce Diabetes: A Comprehensive Review. International Journal of Pharmacy and Pharmaceutical Sciences, 6(6): Vermerris W & Nicholson R Phenolic Compound Biochemistry. Neterlands: Springer. Yulinah, E., Sukrasno., Fitri M.A Aktivitas Antidiabetika Ekstrak Etanol Herba Sambiloto (Andrographis paniculata Nees (Acanthaceae)). JMS, 2(1):