BAB I PENDAHULUAN I.1. Latar belakang Sindroma metabolik merupakan permasalahan kesehatan dunia dengan angka morbiditas dan mortalitas yang bermakna. Data epidemiologi menunjukkan prevalensi sindroma metabolik di dunia sebesar 20-25% dan diperkirakan akan terus meningkat. Sindroma metabolik berhubungan dengan kejadian obesitas sentral, dislipidemia, resistensi insulin dan hipertensi (Balkau et al.,2002; Chen et al., 2007). Gaya hidup masa kini seperti pola makan, kurangnya aktivitas fisik dan faktor genetik diketahui berperan dalam menginduksi terjadinya sindroma metabolik. Dalam beberapa dekade terakhir terjadi peningkatan konsumsi makanan atau minuman yang mengandung tinggi lemak dan menggunakan fruktosa sebagai pemanis. Banyak dilaporkan bahwa konsumsi makanan atau minuman tinggi fruktosa dan lemak dapat menginduksi terjadinya sindroma metabolik (Astrup dan Finer, 2000; Malik et al, 2006). Pada penelitian dengan menggunakan hewan coba tikus yang diinduksi dengan diet tinggi lemak dan atau tinggi fruktosa ditemukan terjadi kelainan metabolik seperti hiperinsulinemia, resistensi insulin dan dislipidemia (Basciano et al., 2005; Buetnerr et al., 2007: Abdullah et al., 2009). Dislipidemia merupakan abnormalitas profil lipid darah yang ditandai dengan peningkatan kadar trigliserida, kolesterol dan LDL serta penurunan kadar HDL. Kondisi ini menjadi salah satu faktor risiko utama aterosklerosis dan PJK. Prevalensi kejadian dislipidemia pada usia 25 hingga 34 tahun berdasarkan Survei 1
Kesehatan Rumah Tangga (SKRT) tahun 2004 sebesar 9,3%, sementara pada usia 55-64 tahun sekitar 15,5% (Depkes, 2004). Dislipidemia berkaitan dengan abnormalitas profil lipid dalam plasma yaitu kenaikan kadar kolesterol total, LDL, trigliserida serta penurunan HDL (Huang, 2009). Kondisi dislipidemia yang selanjutnya dapat menyebabkan akumulasi lemak hepatik dan peningkatan droplet lemak di jaringan adiposa sehingga terjadi peningkatan peroksidasi lipid. Hal ini menjadi penyebab terjadinya peningkatan stres oksidatif dengan terbentuknya ROS dan singlet oksigen. Gangguan metabolisme ini dapat terjadi karena sifat fruktosa yang lipogenik. Fruktosa dapat berperan dalam peningkatan ekspresi enzim-enzim lipogenik dalam hepar dengan menginduksi ekspresi suatu faktor transkripsi yang disebut sterol regulatory element binding protein 1c (SREBP-1c) (Shimomura et al., 1999; Matsuzaka et al., 2004; Miyazaki et al., 2004). Selain fruktosa, konsumsi lemak pun dapat menginduksi SREBP-1c hepatik. Diet lemak jenuh dilaporkan dapat menginduksi ekspresi stearoyl-coa desaturase (SCD) yang terlibat dalam aktivasi faktor transkripsi lipogenin liver X receptor (LXR) dan SREBP-1C dalam organ hepar (Sampath et al., 2007). Diet tinggi lemak juga dapat memicu terjadinya stres di retikulum endoplasma (RE). Stres RE yang kemudian mengakibatkan stres oksidatif ini juga dapat memicu aktivasi SREBP- 1c dan berperan dalam lipogenesis de novo (Kammoun et al., 2009; Su et al., 2009). Lipogenesis hepar bergantung pada aktivasi faktor transkripsi SREBP-1c yang secara genetik diaktivasi di hati pada tikus obes yang diinduksi dengan diet tinggi lemak (Ferré dan Foufelle, 2007). Aktivitas SREBP-1c yang berlebihan 2
mengakibatkan peningkatan sintesis lemak yang patologis dan menyebabkan terjadinya sindroma metabolik meliputi akumulasi lemak hepatik (steatosis), dislipidemia dan resistensi insulin (Brown dan Goldstein,2008). Lipogenesis yang terus menerus terjadi dapat menyebabkan terjadinya peningkatan peroksidasi lipid di jaringan hepar maupun adiposa yang menghasilkan senyawa H 2 O 2 dan O - (singlet oksigen) (Noeman, SA et al.,2011; Tangvarasittichai, S., 2015). Akumulasi lemak hepatik dan peningkatan stres retikulum endoplasma ini dapat meningkatkan stres oksidatif dan pelepasan ROS. Adiposa merupakan organ lipogenik utama selain hepar. SREBP-1c di adiposa paling banyak terekspresi dan berperan penting dalam proses adipogenesis. Beberapa penelitian terbaru menunjukkan aktivasi stres retikulum endoplasma yang bersifat kronis mengakibatkan disregulasi metabolisme lipid di hepar, makrofag, sel beta dan adiposit. Proses aktivasi stres retikulum ini memiliki peran penting pada regulasi fungsi adiposit (Zha dan Zhou, 2012). Pencegahan dan penanganan stres oksidatif sangat penting untuk mencegah atau mengurangi gangguan metabolisme. Penanganan melalui konsumsi bahan makanan yang mengandung antioksidan telah banyak diketahui dapat mengurangi kejadian stres oksidatif. Salah satu bahan makanan sumber antioksidan adalah labu kuning. Varietas labu kuning seperti C. moschata, mempunyai kandungan karoten yang tinggi, terutama α dan β-karoten, β- criptoxanthine, lutein dan zeaxanthin (Carvalho, 2012). Karoten merupakan antioksidan alami yang sangat potensial. Karoten diketahui sebagai peredam singlet oxygen ( 1 O 2 ) dan sebagai jalur pembuangan untuk reactive oxygen spesies 3
(ROS) yang potensial. Karoten dan beberapa metabolitnya diketahui memiliki peran protektif pada penyakit yang dimediasi oleh ROS seperti penyakit kardiovaskuler, kanker, neurologi, fotosensitif atau penyakit terkait kelainan pada mata (Fiedor&Burda, 2014). Penelitian yang dilakukan Ha dan Kim (2013) menunjukkan pemberian tepung kaya fucoxanthin (jenis karotenoid yang banyak terdapat pada rumput laut) memberikan dampak pada ekspresi SREBP-1c. Kelompok tikus yang diberikan tepung kaya fucoxanthin memberikan efek ekspresi SREBP-1c lebih rendah dibanding kelompok yang tidak diberikan fucoxanthin. Berdasarkan penelitian tersebut diketahui bahwa pemberian bahan makanan sumber karoten mempengaruhi ekspresi SREBP-1c. Pada penelitian Asgary, et al. (2011) diketahui pemberian tepung labu kuning pada tikus diabetik selama 4 minggu secara signifikan menurunkan plasma trigliserida dan LDL dibandingkan dengan kelompok kontrol. Efek potensial tepung labu kuning dalam menurunkan kadar lipid dapat dimediasi oleh penurunan regulasi berbagai aktivitas enzim lipogenik yang disebabkan oleh adanya penurunan ekspresi SREBP-1c, salah satunya melalui penurunan stres oksidatif. Kandungan karoten pada labu kuning yang berfungsi sebagai antioksidan memiliki potensi yang besar dalam menurunkan ekspresi SREBP-1c. Penurunan ekspresi SREBP-1c menyebabkan terjadinya penurunan proses lipogenesis sehingga gangguan metabolisme yang disebabkan oleh peningkatan konsumsi makanan tinggi lemak dan fruktosa dapat ditangani. Oleh sebab itu diperlukan sebuah penelitian yang mengkaji pengaruh pemberian tepung labu kuning yang 4
mengandung karoten terhadap ekspresi SREBP-1c dalam dua organ lipogenik utama yaitu jaringan hepar dan jaringan adiposa putih. I.2. Perumusan Masalah 1. Apakah terdapat perbedaan ekspresi SREBP-1c pada tikus jantan Sprague Dawley model dislipidemia yang diberikan tepung labu kuning dan tidak diberikan tepung labu kuning di jaringan hepar dan adiposa? 2. Apakah terdapat perbedaan ekspresi SREBP-1c antara jaringan hepar dan adiposa pada tikus jantan Sprague Dawley model dislipidemia yang diberikan tepung labu kuning? 3. Apakah terdapat hubungan antara dosis tepung labu kuning dengan ekspresi SREBP-1c di jaringan hepar dan adiposa putih pada tikus jantan Sprague Dawley model dislipidemia? 1.3 Tujuan Penelitian 1.3.1. Tujuan Umum Mengetahui pengaruh pemberian tepung labu kuning terhadap ekspresi SREBP-1c di jaringan hepar dan jaringan adiposa putih pada tikus jantan Sprague Dawley model dislipidemia. 1.3.2. Tujuan Khusus 1. Mengetahui perbedaan ekspresi SREBP-1c pada tikus jantan Sprague Dawley model dislipidemia yang diberikan tepung labu kuning dan tidak diberikan tepung labu kuning di jaringan hepar dan adiposa. 5
2. Mengetahui ekspresi SREBP-1c yang lebih rendah diantara jaringan hepar dan adiposa pada tikus jantan Sprague Dawley model dislipidemia yang diberikan tepung labu kuning. 3. Mengetahui hubungan antara dosis tepung labu kuning dengan ekspresi SREBP-1c di jaringan hepar dan adiposa putih pada tikus jantan Sprague Dawley model dislipidemia I.4 Keaslian Penelitian Penelitian sejenis yang pernah dilakukan diantaranya adalah: 6
Tabel 1. Keaslian Penelitian No Judul Peneliti/tahun Persamaan Perbedaan 1. Long term high Tranchida et al. Tikus Sprague Dawley Komposisi pakan tinggi lemak dan fructose and (2012) diinduksi diet lemak dan fruktosa untuk induksi merujuk pada saturated fat diet affects plasma fatty acid profile in rats fruktosa penelitian ini namun beberapa bahan seperti lard, sumber kedelai dan lemak ikan tidak digunakan dan diganti dengan lemak putih dan minyak jagung Variabel terikat pada penelitian ini adalah profil asam lemak plasma sedangkan pada penelitian yang akan dilakukan adalah ekspresi SREBP- 1c di jaringan hati dan adiposa putih. Waktu induksi pada penelitian ini adalah 30 minggu, sementara pada penelitian yang akan dilakukan induksi diet lemak dan fruktosa 2. Hipoglycaemic and hypolipidemia effects of pumpkin (Cucurbita pepo L) on alloxan-induced diabetics rats Asgary et al. (2011) Pada penelitian ini dan penelitian yang akan dilakukan tikus diberikan labu kuning dalam bentuk tepung. dilakukan selama 25 hari Pada penelitian ini tikus diinduksi dengan alloxan untuk mendapatkan tikus model diabetes mellitus sementara pada penelitian yang akan dilakukan tikus diinduksi dengan diet tinggi lemak dan fruktosa untuk mendapatkan model tikus sindroma metabolik. Variabel terikat pada penelitian ini 7
3. Efek kurkumin dan fish oil terhadap ekspresi PPAR-α dan SREBP-1c serta resistensi insulin pada mencit obes 4. The effects of fucoxanthin rich powder on the lipid metabolism in rats with a high fat diet Ramang et al. (2012) Ha dan Kim (2013) Variabel terikat pada penelitian ini dan penelitian yang akan dilakukan adalah SREBP-1c. Pada penelitian ini dan penelitian yang akan dilakukan tikus diinduksi dengan diet tinggi lemak Pada penelitian ini dan penelitian yang akan dilakukan tikus diinduksi dengan diet tinggi lemak. adalah kadar glukosa, trigliserida, LDL dan CRP sedangkan pada penelitian yang akan dilakukan variabel terikat penelitian adalah ekspresi SREBP-1c di jaringan hati dan adiposa putih. Variabel bebas pada penelitian ini adalah kurkumin dan fish oil. Variabel bebas pada penelitian yang akan dilakukan adalah tepung labu kuning Variabel terikat pada penelitian ini selain SREBP-1c adalah PPAR-α dan resistensi insulin. Induksi diet tinggi lemak pada penelitian ini adalah 12 minggu sementara pada penelitian yang akan dilakukan induksi dilakukan selama 25 hari Variabel bebas pada penelitian ini adalah tepung kaya fucoxanthin sementara pada penelitian yang akan dilakukan variabel bebas adalah tepung labu kuning yang mengandung karoten. Induksi diet tinggi lemak pada penelitian ini adalah 7 hari sedangkan pada penelitian yang 8
5. Oleanolic acids diminished liquid fructose induced fatty acids fatty liver in rats: role of modulation of hepatic sterol regulatory elementbinding protein-1cmediated expression of genes responsible for de novo fatty acid synthesis Liu et al. (2013) Pada penelitian ini dan penelitian yang akan dilakukan tikus diinduksi dengan diet tinggi fruktosa. Salah satu variabel terikat pada penelitian ini adalah ekspresi SREBP-1c akan dilakukan selama 25 hari Variabel bebas pada penelitian ini adalah asam oleanolik sedangkan pada penelitian yang dilakukan adalah tepung labu kuning. 9
I.5 Manfaat Penelitian Manfaat dari penelitian ini yaitu: 1. Manfaat ilmiah: Menambah data penelitian terkait pangan fungsional untuk penderita dislipidemia sebagai dasar ilmiah penggunaan tepung labu kuning untuk penderita dislipidemia, serta sebagai dasar penelitian lebih lanjut tentang penggunaan pangan lokal yang dapat menjadi bahan makanan fungsional bagi penderita dislipidemia. 2. Manfaat bagi masyarakat: Menambah informasi tentang penggunaan makanan berbasis tepung labu kuning sebagai bahan makanan fungsional bagi penderita dislipidemia. 10