EFEK EKSTRAK BAWANG PUTIH (Allium sativum L.) TERHADAP KADAR

MALONDIALDEHID HEPAR TIKUS

EFEK EKSTRAK BAWANG PUTIH (Allium sativum L.) TERHADAP KADAR

MALONDIALDEHID HEPAR TIKUS

Ishlahiyatin Ni’mah*, Rr Ayu Fitri Hapsari**, Endah Wulandari**

*Mahasiswa dan **Staf pengajar Program Studi Kedokteran dan Profesi Dokter, Fakultas

Kedokteran dan Ilmu Kesehatan, Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta

ABSTRACT

Latar belakang : Bawang putih mengandung berbagai senyawa aktif yang memiliki aktivitas

antioksidatif, seperti allisin. Senyawa allisin mampu menstimulasi antioksidan endogen tubuh

untuk melawan radikal bebas sehingga dapat mencegah kondisi stress oksidatif. Radikal bebas

yang bereaksi dengan asam lemak tak jenuh akan menghasilkan peroksida lipid dan kemudian

membentuk malondialdehid (MDA). Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui efek ekstrak

bawang putih (Allium sativum L.) terhadap kadar MDA hepar tikus. Metode : 20 ekor tikus diberi

ekstrak bawang putih dosis 0, 50, 100, dan 150 mg/kgBB selama 30 hari. Pengukuran kadar MDA

menggunakan larutan TCA 10% dan TBA 0,67%. Hasil pengukuran dibaca pada spektrofotometer,

selanjutnya dianalisis dengan uji one way ANOVA. Hasil : pemberian ekstrak bawang putih dosis

50 mg/kgBB menurunkan kadar MDA hepar tikus, sedangkan kadar MDA meningkat pada dosis

100 dan 150 mg/kgBB. Hasil pengukuran memiliki kecenderungan meningkat (p>0,05).

Kesimpulan : pemberian ekstrak bawang putih meningkatkan kadar MDA hepar tikus.

Kata Kunci : bawang putih, antioksidan, malondialdehid

Background: Garlic contains a variety of active compounds that have antioxidative activity, such

as allisin. Allisin can stimulate endogenous antioxidants to fight free radicals so can prevent

oxidative stress. Free radicals that react with polyunsaturated fatty acids will produce lipid

peroxide and then form malondialdehyde (MDA). The aim of this study is to determine the effect

of garlic extract (Allium sativum L.) on MDA level of rat liver. Method: 20 rats were given garlic

extract dose 0, 50, 100, and 150 mg / kgBB for 30 days. Measurement of MDA use TCA 10% and

TBA 0,67%. The results can be read on spectrophotometer, then analyzed by one way ANOVA

test. Result: the garlic extract dose 50 mg / kgBB decreased MDA level, while MDA level

increased at dose 100 and 150 mg / kgBB. The results have an increasing tendency (p> 0.05).

Conclusion: the garlic extract increases MDA level of rat liver.

Keywords : garlic, antioxidant, malondialdehyde

Pendahuluan

Mekanisme stres oksidatif merupakan penyebab tersering terjadinya penyakit degeneratif

(WHO, 2011). Ketidakseimbangan antara radikal bebas dan antioksidan di dalam tubuh dapat

menyebabkan kerusakan asam nukleat, protein, dan lipid di dalam sel.3 Radikal bebas yang

bereaksi dengan asam lemak tak jenuh akan membentuk lipid peroksida yang merupakan salah

satu senyawa Reactive Oxygen Species (ROS) (Murray et al, 201).

Meningkatnya konsentrasi lipid peroksida dapat menjadi awal rusaknya sel hepar.

Peningkatan yang lebih jauh akan menyebabkan terjadinya nekrosis hepar. Lipid peroksida ini

akan keluar dari hepar menuju pembuluh darah dan dapat merusak organ atau jaringan lain.

Peningkatan lipid peroksida pada jaringan maupun organ dapat mengakibatkan berbagai penyakit

degeneratif, seperti penyakit jantung koroner dan stroke (Muliasari, 2009). Keadaan ini dapat

ditentukan dengan mengukur kadar malondialdehid (MDA) yang merupakan senyawa hasil dari

reaksi peroksidasi lipid.

Tubuh dapat menetralisir radikal bebas dengan mekanisme pertahanan antioksidan

endogen. Bila antioksidan endogen tidak mencukupi, maka tubuh membutuhkan antioksidan dari

luar (Murray et al, 201). Berbagai bahan alam rempah di Indonesia memiliki aktifitas antioksidatif,

salah satunya adalah bawang putih (Allium sativum L.).

Masyarakat sudah mengenal bawang putih sejak ribuan tahun yang lalu. Dimulai sekitar

tahun 3000 SM oleh bangsa Cina dan suku-suku pengelana Asia Tengah yang menggunakannya

untuk mengusir roh jahat dan untuk menjaga kesehatan (Banerjee dan Maulik, 2002). Kemudian

menyebar ke seluruh dunia termasuk Indonesia. Bawang putih dapat dimanfaatkan sebagai

komponen bumbu masakan dan sebagai obat untuk menyembuhkan beberapa penyakit (Kim et al.,

2002). Selain itu, bawang putih juga dipilih karena memiliki harga yang relatif terjangkau dan

mudah didapatkan.

Senyawa allisin yang terkandung di dalam bawang putih diketahui memiliki aktivitas

antioksidatif dengan meningkatkan aktivitas enzim-anzim antioksidan endogen (Tsai et al., 2005).

Penelitian tentang efek ekstrak bawang putih telah dilakukan sebelumnya. Penelitian oleh

Susilorini et al. (2013) menunjukkan bahwa pemberian ekstrak bawang putih mampu

mempengaruhi diameter glomerulus ginjal tikus yang diinduksi Streptozotocin dengan mekanisme

antioksidan dan antiglikasinya. Saat ini belum diketahui mekanisme antioksidan dari senyawa aktif

bawang putih terhadap tikus sehat, sehingga penelitian dilakukan untuk mengetahui efek

pemberian bawang putih terhadap kadar MDA hepar tikus. Manfaat penelitian ini harapannya

dapat dijadikan dasar pencegahan kasus-kasus penyakit degeneratif.

Metode

Penelitian dilakukan di Laboratorium Biokimia dan Animal House Fakultas Kedokteran

dan Ilmu Kesehatan UIN Syarif Hidayatullah Jakarta, pada bulan Februari-Agustus 2017. Bahan

uji yang digunakan adalah suspensi bawang putih (Allium sativum L.) lokal varietas Lumbu

Kuning yang diperoleh dari Kecamatan Tawangmangu, Kabupaten Karanganyar, Provinsi Jawa

Tengah. Bahan uji juga telah dideterminasi di “Herbarium Bogoriense” Bidang Botani Pusat

Penelitian Biologi-Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI), Bogor. Penelitian ini merupakan

penelitian eksperimental. Hewan uji yang digunakan dalam penelitian ini adalah tikus putih (Rattus

norvegicus) jantan galur Sprague Dawley berumur 9-10 minggu dengan berat badan 250-350 gram

yang diperoleh dari peternakan Institut Pertanian Bogor (IPB), Bogor.

Penentuan sampel secara acak dan homogen. Perlakuan yang berbeda-beda dilakukan

terhadap 4 kelompok (dengan pemberian dosis ektrak bawang putih 0 ( Na-CMC/kontrol), 50, 100

dan 150 mg/KgBB perhari selama 30 hari) yang masing-masing terdiri atas 5 ekor tikus.

1. Penyiapan Hewan Uji

Hewan uji diaklimatisasi selama 2 minggu agar dapat menyesuaikan dengan

lingkungannya. Selama proses adaptasi, dilakukan pengamatan kondisi umum dan penimbangan

berat badan. Suspensi ekstrak diberikan secara oral menggunakan sonde, Seluruh tikus diterminasi

pada hari ke-30 dengan cara dimasukkan ke dalam toples yang telah dijenuhkan dengan uap eter,

kemudian dibedah untuk diambil heparnya. Masing-masing hepar ditimbang dan kemudian

disimpan pada suhu 40 C hingga saat dilakukannya pengujian.

2. Pembuatan Homogenat

Masing-masing hepar dipotong dan ditimbang sebanyak 50 mg. Kemudian dimasukkan ke

dalam tabung mikro. Setelah itu ditambahkan Phosphate Buffer Saline (PBS) dengan pH 7

sebanyak 1 ml, lalu dilakukan homogenisasi sampai tercampur rata. Hasil homogenat disimpan

dalam lemari pendingin pada suhu 40C hingga siap dilakukan pegukuran kadar MDA.

3. Pengukuran Kadar MDA

Sampel dari homogenat jaringan hepar diambil sebanyak 0,25 ml, lalu ditambahkan 0,25

ml Larutan TCA 10%. Selanjutnya dilakukan sentrifugasi selama 5 menit. Setelah itu, keseluruhan

supernatan diambil dengan menggunakan mikropipet dan dimasukkan ke dalam tabung reaksi

yang lain. Kemudian ditambahkan larutan TBA 0,67% sebanyak 0,75 ml. Lalu dipanaskan dalam

penangas air yang mendidih (suhu 100o C) selama 10 menit. Setelah dingin, tabung reaksi diambil

dan dibaca pada spektrofotometer dengan panjang gelombang 532 nm. Kemudian dihitung kadar

MDA dengan cara mengkonversikan hasil spektrofotometer ke dalam kurva standar MDA (gambar

3.1).

Hasil Dan Pembahasan

Hasil pengukuran kadar MDA pada hepar tikus kelompok kontrol dan kelompok perlakuan

yang diberikan ekstrak bawang putih dengan dosis berbeda dapat dilihat pada gambar 4.1. Kadar

MDA meningkat pada pemberian ekstrak bawang putih dengan dosis sedang (100 mg/kgBB) dan

dosis tinggi (150 mg/kgBB), sedangkan pada pemberian ekstrak bawang putih dengan dosis rendah

(50 mg/kgBB) terlihat kadar MDA lebih rendah dibandingkan kontrol. Secara keseluruhan melalui

analisis regresi, hasil pengukuran ini cenderung mengalami peningkatan dan menunjukkan

perbedaan yang tidak signifikan (p > 0,05).

Menurut Helliwell dan Gutteridge, MDA merupakan produk oksidasi asam lemak tak

jenuh oleh radikal bebas (Inoue, et al, 2009). Organ hepar sebagai pusat metabolisme tubuh banyak

mengandung asam lemak tak jenuh. Reaksi radikal bebas dengan asam lemak tak jenuh di

membran sel dan lipoprotein plasma menghasilkan peroksida lipid yang selanjutnya akan

membentuk MDA.

Peningkatan kadar MDA pada penelitian ini menandakan tingginya proses oksidasi oleh

radikal bebas di dalam membran sel. Dalam hal ini diasumsikan bahwa bawang putih belum

mampu menekan radikal bebas yang menyerang asam lemak tak jenuh hepar. Senyawa allisin yang

terkandung di dalam bawang putih kemungkinan tidak menstimulasi enzim antioksidan endogen

seperti : glutation peroksidase (GPx), superoksida dismutase (SOD), dan katalase (Cat).

Gambar 1. Kadar MDA hepar tikus setelah pemberian dosis ekstrak bawang putih

Kadar MDA dapat dipengaruhi oleh dosis bawang putih yang diberikan. Perbedaan

konsentrasi dari setiap perlakuan akan memberikan respon yang berbeda pula di setiap sampel

jaringan. Egen-Schwind C. et al (1992) menyebutkan bahwa pemberian allisin dengan konsentrasi

tinggi menyebabkan kerusakan sel. Beberapa literatur menunjukkan adanya efek negatif bawang

putih, namun memberikan hasil yang tidak konsisten dari beberapa penelitian, sehingga belum

diketahui secara pasti pada dosis berapakah bawang putih mampu menimbulkan efek ini.

Penelitian yang dilakukan oleh Chih-Chung Wu et al (2012) menggunakan sintesis allisin

dari bawang putih dengan konsentrasi berbeda pada hepatosit primer memperoleh hasil adanya

peningkatan MDA pada pemberian allisin 30 dan 50 µM setelah diinkubasi selama 4 dan 8 jam,

sedangkan pemberian allisin 10 µM tidak menunjukkan perbedaan signifikan terhadap kontrol

setelah inkubasi 8 jam (Wu et al., 2012). Penelitian lain oleh Sheen et al (1996) mengenai efek

negatif bawang putih pada hepatosit tikus menunjukkan bahwa pemberian diallyl sulfide (DAS)

dari bawang putih dapat dimanfaatkan untuk detoksifikasi dan antioksidasi pada kadar 1 mM,

0,041 0,038

0,0730,066

0,000

0,010

0,020

0,030

0,040

0,050

0,060

0,070

0,080

0,090

kontrol 50 100 150

Kad

ar

MD

A (

nm

ol/

ml)

Dosis ekstrak bawang putih (mg/kgBB)

namun pada kadar 5 mM secara nyata dapat menurunkan viabilitas sel, mengubah morfologi sel,

dan menurunkan aktivitasnya (Sheen et al, 1996). Hasil berbeda dari penelitian yang dilakukan

Caro et al (2012) dengan tujuan untuk mengevaluasi efek langsung dari diallyl sulfide (DAS) dan

diallyl disulfide (DADS) pada fungsi mitokondria. Inkubasi mitokondria dengan DADS sebanyak

1 mM menghasilkan peningkatan laju oksidasi 2',7' dichlorofluorescein diacetate (DCFH-DA),

penurunan glutathione (GSH), dan peningkatan MDA, sedangkan DAS tidak berefek secara

signifikan (Caro et al., 2010).

Efek negatif pemberian bawang putih kemungkinan disebabkan oleh aktivitas senyawa

organosulfur yang terkandung di dalamnya. Senyawa organosulfur bawang putih dikelompokkan

menjadi larut dalam lemak seperti DAS, DADS, dan diallyl trisulfide (DATS), atau larut dalam

air seperti S-allylcysteine (SAC) dan S-allylmercaptocysteine (SAMC) (Wang et al., 2010).35

Beberapa senyawa sulfida bersifat toksik, meskipun diyakini memiliki peran baik sebagai

antioksidan yang melindungi sel. Kelompok senyawa yang larut dalam lemak juga diketahui

menyebabkan penurunan fungsi mitokondria sel mamalia dalam kultur jaringan. Penelitian oleh

Rhein et al (2009) dan Truong et al (2009) menyimpulkan bahwa DAS dan DADS menyebabkan

penurunan fungsi mitokondria pada hepatosit tikus primer (Rhein et al., 2009; Truong et al., 2009).

Stress oksidatif menjadi mekanisme utama penyebab kerusakan ini. DAS, DADS, dan

DATS dilaporkan mampu meningkatkan kadar radikal bebas (ROS) dalam sel. Senyawa

polisulfida bawang putih dapat menginduksi stress oksidatif melalui reaksi redox-cycling yang

diinisiasi dengan oksidasi glutathione (Munday, 2012; Filomeni et al, 2008).

Mekanisme DADS menginduksi peroksidasi lipid dapat dilihat pada gambar 4.2. Langkah

awal pada siklus redoks adalah pengurangan disulfida (RSSR) ke thiol (RSH) oleh GSH (reaksi

1). Setelah ionisasi (reaksi 2), anion thiolat (RS-) mengalami oksidasi satu elektron dengan adanya

logam transisi oksidasi tinggi (Fe3+), membentuk RS radikal thiyl RS• (reaksi 3). Dengan adanya

thiol berlebih, radikal thiyl membentuk anion radikal disulfida RSSR•- (reaksi 4) yang dengan

cepat mengalami auto-oksidasi, menghasilkan anion superoksida (O2-) dan meregenerasi disulfida,

sehingga menutup siklus redoks (reaksi 5). Logam transisi juga berputar, karena logam transisi

dengan oksidasi tinggi dihasilkan melalui autoksidasi (reaksi 6). Dengan adanya thiol berlebih,

anion superoksida menghasilkan radikal thiyl dan juga hidrogen peroksida (H2O2) (reaksi 7).

Rangkaian reaksi ini menghasilkan senyawa reaktif intermediet yang memiliki potensi untuk

mengoksidasi atom hidrogen dan memulai peroksidasi lipid (Caro dan Cederbaum, 2004;

Tweeddade et al, 2007).41, 42

Gambar 4.2. Siklus redoks diallyl disulfide (DADS) (Caro et al., 2010).

Dari hasil penelitian ini dan beberapa penelitian sebelumnya yang disebutkan di atas

menunjukkan bahwa efek pemberian bawang putih dengan bentuk sediaan, dosis, dan jangka

waktu yang berbeda dapat memberikan efek yang berbeda terhadap kadar MDA. Hal ini

disebabkan oleh perbedaan konsentrasi senyawa bioaktif yang terkandung di dalam bawang putih.

Penyebab peningkatan kadar MDA belum diketahui pasti. Diduga senyawa allisin mampu bekerja

secara efektif pada pemberian ekstrak bawang putih dengan dosis kurang dari 100 mg/kgBB,

namun diperlukan penelitian lebih mendalam untuk membuktikan kebenarannya.

Kesimpulan

Pemberian ekstrak bawang putih meningkatkan kadar MDA hepar tikus putih (Rattus

norvegicus) jantan galur Sprague Dawley.

DAFTAR PUSTAKA

1. World Health Organization. Global status report on noncommunicable disease 2010.

Geneva : WHO. 2011.

2. Murray RK, Granner DK, Mayes PA, Rodwell VW. Biokimia Harper. Ed-29. Jakarta :

Penerbit Buku Kedokteran EGC, 2014.

3. Muliasari A. Konsentrasi lipid peroksida hati kelinci hiperlipidemia yang diberi

senyawa hipolipidemik [Skripsi]. Bogor : Departemen Biokimia FMIPA IPB; 2009.

4. Banerjee SK, Maulik SK. Effect of garlic on cardiovasculer disorders: a review. J Nutr

1. 2002; (4): 1-14

5. Kim MY, Choi SW, and Chung SK. Antioxidative flavonoids from the garlic (Allium

sativum L.) shoot. Food Science and Biotechnology. 2002 ; 9 (4): 199-203

6. Tsai CW, Yang JJ, Chen HW, Sheen LY, Lii CK. Garlic organosulfur compounds

upregulate the expression of the class of glutathione s-transferase in rat primary

hepatocytes. J Nutr. 2005; 135 : 2560-5.

7. Susilorini, Indrayani UD, Soffan M. Pengaruh Ekstrak Allium Sativum Terhadap

Diameter Glomeruli Ginjal Tikus Sprague Dawley Jantan yang Diinduksi

Streptozotocin. Sains Medika, Vol. 5, No. 1, Januari - Juni 2013: 11-16.

8. Inoue, et al. The Asia-Pacific perspective : Redefining obesityand its treatment. Japan :

WHO Western Pacific Region, International Association for Study of Obesity. 2000; 2:

9-13.

9. Wu CC, Chu YL, Sheen LY. Allicin modulates the antioxidation and detoxification

capabilities of primary rat hepatocytes. J Tradit Complement Med. 2012 Oct-Dec; 2(4):

323-330

10. Sheen LY, Lii CK, Sheu SF, Meng RH, Tsai SJ. Effect of the active principle of garlic

– diallylsulfide – on cell viability, detoxification capability and the antioxidation system

of primary rat hepatocytes. Food and Chemical Toxicology 34; 1996: 971-978.

11. Caro AA, et al. Effect of garlic-derived organosulfur compounds on mitochondrial

function and integrity in isolated mouse liver mitochondria. Toxicol Lett. 2012 October

17; 214(2): 166-174.

12. Wang YB, Qin J, Zheng XY, Bai Y, Yang K, Xie LP. Diallyl trisulfide induces Bcl-2

and caspase-3- dependent apoptosis via downregulation of Akt phosphorylation in

human T24 bladder cancer cells. Phytomedicine. 2010; 17: 363–368.

13. Rhein V, Song X, Wiesner A, et al. Amyloid-beta and tau synergistically impair the

oxidative phosphorylation system in triple transgenic Alzheimer’s disease mice. USA:

Proc Natl Acad Sci. 2009; 106:20057–20062.

14. Truong D, Hindmarsh W, O’Brien PJ. The molecular mechanisms of diallyl disulfide

and diallyl sulfide induced hepatocyte cytotoxicity. Chem Biol Interact. 2009; 180: 79–

88.

15. Munday R. Harmful and beneficial effects of organic monosulfides, disulfides, and

polysulfides in animals and humans. Chem Res Toxicol. 2012; 25: 47–60.

16. Filomeni G, Rotilio G, Ciriolo MR. Molecular transduction mechanisms of the redox

network underlying the antiproliferative effects of allyl compounds from garlic. J Nutr.

2008; 138: 2053–2057.

17. Caro AA, Cederbaum AI. Antioxidant properties of S-adenosyl-L methionine in Fe(2+)-

initiated oxidations. Free Radic Biol Med. 2004; 36:1303–1316.

18. Tweeddale HJ, Kondo M, Gebicki JM. Proteins protect lipid membranes from oxidation

by thiyl radicals. Arch Biochem Biophys. 2007; 459:151–158.