PENGARUH DOSIS DAN LAMA PEMBERIAN EKSTRAK … · Definisi Operasional ... Kandungan Senyawa...
Transcript of PENGARUH DOSIS DAN LAMA PEMBERIAN EKSTRAK … · Definisi Operasional ... Kandungan Senyawa...
i
PENGARUH DOSIS DAN LAMA PEMBERIAN EKSTRAK ETANOL PEGAGAN
(Centella asiatica) TERHADAP DERAJAT INSULITIS PADA PANKREAS
TIKUS MODEL DIABETES MELITUS TIPE 2
TESIS
Disusun untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai derajat Magister
Program Studi Ilmu Gizi
Minat Utama Clinical Nutrition
Oleh
Fitria Dhenok Palupi
S531508025
PROGRAM PASCASARJANA
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2018
iv
KATA PENGANTAR
Alhamdulillah, puji dan syukur kepada Allah SWT yang telah melimpahkan
rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan tesis yang berjudul
“PENGARUH DOSIS DAN LAMA PEMBERIAN EKSTRAK ETANOL
PEGAGAN (Centella asiatica) TERHADAP DERAJAT INSULITIS PADA
PANKREAS TIKUS MODEL DIABETES MELITUS TIPE 2”.
Pada kesempatan ini, izinkanlah penulis mengucapkan terimakasih yang setulus-
tulusnya pada pihak-pihak yang telah mendukung penulis selama proses penyusunan
proposal tesis ini, diantaranya ialah :
1. Prof Dr. H. Ravik Karsidi, M.S., selaku Rektor Universitas Sebelas Maret Surakarta
yang telah memberikan kesempatan kepada penulis untuk mengikuti pendidikan
sebagai mahasiswa Pascasarjana Universitas Sebelas Maret Surakarta.
2. Direktur Program Pascasarjana Universitas Sebelas Maret Surakarta yang telah
memberikan kesempatan kepada penulis untuk mengikuti pendidikan sebagai
mahasiswa Pascasarjana Universitas Sebelas Maret Surakarta.
3. Dr. Diffah Hanim, Dra., M.Si., selaku Kepala Program Studi Ilmu Gizi Pascasarjana
Universitas Sebelas Maret Surakarta yang telah memberikan kesempatan penulis
untuk menempuh pendidikan mencapai derajat Magister Ilmu Gizi Minat Clinical
Nutrition.
4. Brian Wasita, dr., Sp. PA., Ph.D, selaku dosen pembimbing I yang sangat membantu
penulis dalam proses pembuatan tesis.
5. Dr. Adi Magna Patriadi Nuhriawangsa, S.Pt., M.P., selaku dosen pembimbing II
yang sangat membantu penulis dalam proses pembuatan tesis.
6. Dr. dr. Sugiarto, Sp.PD, KEMD., FINASIM., selaku penguji yang sangat membantu
dalam proses perbaikan dan penyempurnaan tesis.
7. Segenap Dosen Program Studi Ilmu Gizi Pascasarjana Universitas Sebelas Maret
Surakarta yang telah membekali penulis dengan ilmu pengetahuan yang sangat
berarti.
8. Petugas laboratorium Pusat Pangan dan Gizi Yogyakarta yang telah membantu
proses penelitian sehingga terlaksana dengan baik.
v
9. Petugas laboratorium Patologi Anatomi selaku laboratorium yang telah membantu
pembuatan preparat dan analisa sampel penelitian.
10. Petugas laboratorium Lembaga Penelitian dan Pengujian Terpadu (LPPT) unit 1
Universitas Gajah Mada Yogyakarta yang telah membantu proses ekstraksi dan
analisis ekstrak pegagan.
11. Kedua orang tua (Talkah Harianto & Endang Susilowati), seluruh keluarga, dan
teman-teman yang telah memberikan doa, kasih sayang, semangat dan dukungan
yang tulus kepada penulis.
12. Agus Heri Santoso, STP., M.Si dan Striata group yang telah memberikan bimbingan,
dukungan, motivasi dan doa kepada penulis.
Terakhir kepada semua pihak yang tidak bisa disebutkan satu persatu oleh peneliti
yang telah membantu selama proses belajar di Program Studi Ilmu Gizi Program
Pascasarjana Universitas Sebelas Maret Surakarta dan selama proses penyelesaian tesis
ini, penulis menyampaikan terimakasih yang sebesar-besarnya. Semoga Allah SWT
senantiasa melimpahkan rahmat dan karunia-Nya.
Dengan segala kerendahan hati, hasil tulisan ini masih jauh dari sempurna, oleh
karena itu kritik dan saran selalu terbuka bagi siapa saja. Semoga hasil tulisan ini dapat
bermanfaat bagi masyarakat secara luas.
Akhir kata, semoga Allah SWT selalu mengiringi dan melindungi setiap langkah
kita. Amin.
Surakarta, 3 Agustus 2018
Penulis
vi
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ................................................................................... i
HALAMAN PENGESAHAN ..................................................................... ii
PERNYATAAN KEASLIAN TESIS ......................................................... iii
KATA PENGANTAR ................................................................................. iv
DAFTAR ISI ............................................................................................... vi
DAFTAR TABEL ....................................................................................... viii
DAFTAR GAMBAR ................................................................................... x
DAFTAR LAMPIRAN ............................................................................... xi
DAFTAR SINGKATAN ............................................................................. xii
ABSTRAK .................................................................................................. xv
BAB I PENDAHULUAN ...................................................................... 1
A. Latar Belakang ................................................................... 1
B. Rumusan Masalah ............................................................. 4
C. Tujuan ................................................................................ 4
D. Manfaat ............................................................................. 5
BAB II LANDASAN TEORI .................................................................. 6
A. Tinjauan Pustaka ............................................................... 6
1. Diabetes Melitus ........................................................... 6
2. Inflamasi pada Diabetes Melitus ................................... 6
3. Pegagan (Centella asiatica) ......................................... 12
4. Ekstrak Pegagan ............................................................ 15
5. Ekstrak Pegagan dan Diabetes Melitus ......................... 19
6. Dosis dan Lama Pemberian Pegagan dengan Inflamasi
pada Diabetes Melitus ................................................... 20
7. Hewan Coba .................................................................. 23
8. Streptozotocin dan Nicotinamide Induksi Diabetes
Melitus Tipe 2 ............................................................... 24
9. Penelitian Relevan ........................................................ 26
B. Kerangka Berpikir ............................................................. 31
vii
C. Hipotesis ........................................................................... 32
BAB III METODE PENELITIAN ............................................................ 33
A. Tempat Penelitian .............................................................. 33
B. Waktu Penelitian ................................................................ 33
C. Tatalaksana Penelitian ....................................................... 33
1. Jenis dan Rancangan Penelitian .................................... 33
2. Populasi dan Sampel Penelitian .................................... 35
3. Variabel Penelitian ........................................................ 36
4. Bahan dan Alat Penelitian ............................................. 36
5. Definisi Operasional ..................................................... 36
6. Jenis dan Cara Pengumpulan Data ................................ 39
7. Etika Penelitian ............................................................. 47
8. Pengolahan dan Analisa Data ....................................... 48
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN .......................... 49
A. Hasil Penelitian .................................................................. 49
1. Hasil Uji Pendahuluan .................................................. 49
2. Data Awal Penelitian ................................................... 52
3. Kadar Gula Darah ......................................................... 53
4. Derajat Insulitis ............................................................. 58
B. Pembahasan........................................................................ 62
C. Keterbatasan Penelitian ...................................................... 67
BAB V SIMPULAN DAN SARAN ........................................................ 68
A. Simpulan ............................................................................ 68
B. Saran .................................................................................. 69
DAFTAR PUSTAKA ................................................................................ 70
LAMPIRAN-LAMPIRAN ........................................................................ 83
viii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Komponen Zat Aktif dalam Pegagan ...................................................... 14
Tabel 2.2. Kandungan Zat Gizi Pegagan dalam 100 Gram ..................................... 14
Tabel 2.3. Kandungan Senyawa Terpenoid ............................................................. 15
Tabel 2.4. Kandungan Zat Aktif Pegagan (Madecassoside dan Asiaticoside)
Berdasarkan Asal, Bagian Tumbuhan yang Diekstraksi, Metode
Ekstraksi, dan Jenis Pelarut..................................................................... 18
Tabel 3.1. Komposisi Pakan AD 2 ........................................................................... 43
Tabel 3.2. Kebutuhan Nutrisi Hewan Coba Penelitian ............................................ 44
Tabel 3.3. Kelompok Perlakuan Tikus..................................................................... 44
Tabel 3.4. Komposisi Volume pada Sampel/ Standar/ Blangko menggunakan
Glucose GOD FS kit. .............................................................................. 46
Tabel 4.1. Rerata Berat Badan dan Kadar Gula Darah Sebelum Penelitian
Pendahuluan ............................................................................................ 49
Tabel 4.2. Hasil Analisis Kadar Gula Darah dengan Analisis One Way Anova
dan Two Way Anova................................................................................ 50
Tabel 4.3. Pengaruh Dosis terhadap Lama Pemberian Ekstrak Etanol Pegagan
pada Rerata Kadar Gula Darah (mg/dl) Tikus Penelitian
Pendahuluan ............................................................................................ 51
Tabel 4.4. Rerata Berat Badan dan Kadar Gula Darah Sebelum Penelitian ........... 54
Tabel 4.5. Pengaruh Dosis terhadap Lama Pemberian Ekstrak Etanol Pegagan
pada Rerata Kadar Gula Darah (mg/dl) Tikus Model Diabetes Melitus
Tipe 2 ...................................................................................................... 55
Tabel 4.6. Pengaruh Dosis dan Lama Pemberian Ekstrak Etanol
Pegagan terhadap Rerata Kadar Gula Darah (mg/dl) Tikus Model
Diabetes Melitus Tipe 2 .......................................................................... 56
Tabel 4.7. Pengaruh Dosis Pemberian Ekstrak Etanol Pegagan terhadap Derajat
Insulitis Tikus Model Diabetes Melitus Tipe 2 pada Lama pemberian
28 Hari dan 35 Hari ................................................................................ 58
Tabel 4.8. Hasil Analisis Derajat Insulitis dengan Uji Kruskall Wallis ................... 58
ix
Tabel 4.9. Hasil Analisis Derajat Insulitis dengan Uji Lanjut Mean Whitney
pada Lama Pemberian 35 hari ................................................................. 59
x
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Jalur Inflamasi Menghubungkan Peradangan dan Resistensi Insulin ..... 10
Gambar 2.2. Jalur Inflammasome Berperan dalam Inflamasi ...................................... 11
Gambar 2.3. Penampakan Tumbuhan Centella asiatica ............................................. 12
Gambar 2.4. Tikus Putih (Rattus novergicus) Galur Wistar ........................................ 24
Gambar 2.5. Kerangka Konsep Pengaruh Pemberian Ekstrak Etanol Pegagan
(Centella asiatica) terhadap Derajat Insulitis pada Pankreas Tikus
Model DM Tipe 2 ................................................................................... 31
Gambar 3.1. Rancangan Penelitian Pengaruh Dosis dan Lama Pemberian Ekstrak
Etanol Pegagan (Centella asiatica) terhadap Derajat Insulitis pada
Pankreas Tikus Model DM Tipe 2 .......................................................... 34
Gambar 3.2. Bagan Kerangka Alur Penelitian Pengaruh Dosis dan Lama Pemberian
Ekstrak Etanol Pegagan (Centella asiatica) terhadap Derajat Insulitis
pada Pankreas Tikus Model DM Tipe 2 ................................................. 41
Gambar 4.1. Pengaruh Dosis dan Lama Pemberian Ekstrak Etanol Pegagan
(Centella asiatica) terhadap Rerata Kadar Gula Darah Tikus
Penelitian Pendahuluan ........................................................................... 52
Gambar 4.2. Pengaruh Dosis dan Lama Pemberian Ekstrak Etanol Pegagan
Terhadap Rerata Kadar Gula Darah Tikus Model Diabetes Melitus
Tipe 2 ...................................................................................................... 57
Gambar 4.3. Gambaran Histopatologi Pankreas Tikus Tiap Kelompok pada Lama
Pemberian 28 hari ................................................................................... 60
Gambar 4.4. Gambaran Histopatologi Pankreas Tikus Tiap Kelompok pada Lama
Pemberian 35 hari ................................................................................... 61
xi
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Ethical Clereance.................................................................................... 83
Lampiran 2. Hasil Analisis Asiaticoside dan Aktivitas Antioksidan .......................... 84
Lampiran 3. Hasil Analisis Statistik Berat Badan dan Kadar Gula Darah
Penelitian Pendahuluan ........................................................................... 89
Lampiran 4. Uji Normalitas dan Homogenitas Berat Badan dan Kadar Gula
Darah Pasca Adaptasi ............................................................................. 93
Lampiran 5. Hasil Analisis Statistik Kadar Gula Darah Penelitian Inti ...................... 94
Lampiran 6. Hasil Analisis Statistik Derajat Insulitis ................................................. 98
Lampiran 7. Karakteristik Hewan Coba selama Penelitian (Data Pendukung
Penelitian) ............................................................................................... 104
Lampiran 8. Perhitungan Konversi Dosis Ekstrak Etanol Pegagan ke Manusia ......... 105
Lampiran 9. Dokumentasi Penelitian ......................................................................... 106
Lampiran 10. Surat Keterangan Penelitian ................................................................... 108
xii
DAFTAR SINGKATAN
ASC : Apoptosis Associated Speck-like
ATP : Adenosin Trifosfat
BNF : Buffer Neutral Formalin
BSA : Body Surface Area
CCL2 : kemokin (motif C-C) ligan 2
cGMP : cyclic Guanosine Monophosphate
COX : Cyclooxygenase
CRP : C Reactif Protein
CXCL1 : Kemokin (motif C-X-C) ligan 1
DAB : 1,3-diaminobenzidin
DM : Diabetes Melitus
DNA : Deoxyribonucleic Acid
DPP-4 : Dipeptidyl Peptidase-4
DW : Destilted Water
EEP : Ekstrak Etanol Pegagan
eNOS : Endothelial Nitric Oxide Synthase
FFA : Free Faty Acid
G6PDH : glukosa-6-fosfat dehidrogenase
GLP-1 : Glucagon Like Peptide-1
GLUT : Glukosa Transporter
GPx : Glutathione Peroxidase
HE : Hematoxylin-Eosin
HED : Human Equivalent Dosis
HO-1 : Heme Oxygenase-1
HPLC : High Performance Liquid Chromatography
HRBC : Human Red Blood Cell
IAPP : Islet Amyloid Polypeptide
ICAM-1 : Intercellular Adhesion Molecule 1
IHC : Imunohistokimia
IKK : IkB kinase
xiii
IL : Interleukin
iNOS : Inducible Nitric Oxide Synthase
IR : Insulin Reseptor
IRS : Insulin Reseptor Substrat
JNK : Jun N-terminal Kinase
KLT : Kromatografi Lapis Tipis
LPPT : Lembaga Penelitian dan Pengujian Terpadu
MAPK : Mitogen-Activated Protein Kinase
MDA : Malondialdehyde
MPO : Myeloperoxidase
NA : Nicotinamide
NAD : Nikotinamida adenin dinukleotida
NALPs : NLRPs Alkalin Fosfatase Neutrophilic
NF-kB : Nuclear Factor Kappa B
NLRP3 : nucleotide-binding domain, leucine-rich-containing family, pyrin
domain-containing-3
NO : Nitric Oxide
PBS : Phosphat Buffer Saline
PGE2 : Prostaglandin E2
PI3K : Phosphatidylinositide 3-Kinase
PK : Piruvat Kinase
PSPG : Pusat Studi Pangan dan Gizi
RE : Retikulum Endoplasma
RO : Reserve Osmosis
ROS : Reactif Oxygen Spesies
SOD : Superoxide Dismutase
SPSS : Statistic Program for Social Studies
STZ : Streptozotocin
TNF-α : Tumor Necrosis Factor Alfa
TPA : 12-O-tetradecanoylphorbol-13-acetate
TXNIP : Thioredoxin-Interacting Protein
VCAM-1 : Vascular Cell Adhesion Molecule 1
xiv
MCP-1 : Monocyte Chemoattractant Protein-1
VLDL : Very Low Density Lipoprotein
xv
Fitria Dhenok Palupi. 2018. Pengaruh Dosis dan Lama Pemberian Ekstrak Etanol
Pegagan (Centella asiatica) terhadap Derajat Insulitis pada Pankreas Tikus Model
Diabetes Melitus Tipe 2. TESIS. Pembimbing I : Brian Wasita, dr., Sp. PA., Ph.D., II :
Dr. Adi Magna Patriadi Nuhriawangsa, S.Pt., M.P. Program Studi Ilmu Gizi, Program
Pascasarjana Universitas Sebelas Maret Surakarta.
ABSTRAK
Latar Belakang : Diabetes melitus merupakan masalah utama kesehatan masyarakat
dengan prevalensi yang meningkat tiap tahun. Hiperglikemia pada pasien DM tipe 2
menyebabkan proses inflamasi yang dapat menyebabkan fibrosis dan apoptosis sel β
pankreas. Ekstrak etanol pegagan (Centella asiatica) mengandung senyawa bioaktif yang
memiliki aktivitas antiinflamasi dan antihiperglikemia. Tujuan penelitian ini adalah untuk
menganalisis pengaruh dosis dan lama pemberian ekstrak etanol pegagan (Centella
asiatica) terhadap derajat insulitis pada pankreas tikus model diabetes melitus tipe 2.
Metode : Eksperimental laboratorik post test with control group menggunakan 48 sampel
tikus wistar jantan (rattus novergicus) berumur 8 minggu, berat 150 – 250 gram. Induksi
DM tipe 2 menggunakan streptozotocin dosis 65 mg/ kg berat badan secara
intraperitoneal yang diberikan 15 menit setelah pemberian nicotinamide dosis 230 mg/ kg
berat badan. Penelitian ini terdiri atas enam perlakuan yaitu kontrol normal (K), kontrol
diabetes melitus tipe 2 (K+), ekstrak etanol pegagan dosis 300 mg/ kg BB (P1), ekstrak
etanol pegagan dosis 600 mg/ kg BB (P2), ekstrak etanol pegagan dosis 1.200 mg/ kg BB
(P3), dan obat metformin 45 mg/ kg BB (P4). Perlakuan berlangsung selama 28 hari dan
35 hari. Analisis statistik menggunakan uji Kruskal-Wallis dan dilanjutkan dengan uji
Mann Whitney dengan dengan derajat kemaknaan α = 0,05.
Hasil : Tidak ada pengaruh pemberian ekstrak etanol pegagan dosis 300 mg/ kg BB/ hari,
600 mg/ kg BB/ hari, dan 1.200 mg/ kg BB/ hari terhadap derajat insulitis pada pankreas
tikus model DM tipe 2 pada hari ke-28 (p = 0,368). Ada pengaruh pemberian ekstrak
etanol pegagan dosis 300 mg/ kg BB/ hari, 600 mg/ kg BB/ hari, dan 1.200 mg/ kg BB/
hari terhadap derajat insulitis pada pankreas tikus model DM tipe 2 pada hari ke-35 (p =
0,008). Uji lanjut menunjukkan pemberian ekstrak etanol pegagan dosis 300 mg/ kg BB/
hari tidak signifikan menurunkan derajat insulitis pada pankreas tikus model DM tipe 2 (p
= 0,215), namun signifikan pada dosis 600 mg/ kg BB/ hari (p = 0,026) dan dosis 1.200
mg/ kg BB/ hari (0,014) dengan lama waktu 35 hari.
Kesimpulan : Pemberian ekstrak etanol pegagan dosis 600 mg/ kg BB/ hari dan 1.200
mg/ kg BB/ hari signifikan menurunkan derajat insulitis pada pankreas tikus model DM
tipe 2 pada hari ke-35, namun tidak signifikan pada dosis 300 mg/ kg BB/ hari. Pemberian
ekstrak etanol pegagan pada hari ke-28 tidak signifikan menurunkan derajat insulitis pada
semua variasi dosis.
KATA KUNCI : Centella asiatica, derajat insulitis, diabetes melitus tipe 2
xvi
Fitria Dhenok Palupi. 2018. The Effect of Dosage and Administration of the Ethanol
Extract of Centella asiatica on the Insulitis Degree in Rat’s Pancreas with Diabetes
Mellitus Type 2. THESIS. First Supervisor: Brian Wasita, dr., Sp. PA., Ph.D., Second
Supervisor: Dr. Adi Magna Patriadi Nuhriawangsa, S.Pt., M.P., Postgraduate Program of
Nutrition Science, Sebelas Maret University Surakarta.
ABSTRACT
Background: Diabetes Mellitus (DM) is a major public health problem with an
increasing prevalence each year. Hyperglycemia in patients with DM type 2 leads to an
inflammatory process that can lead to fibrosis and apoptosis of pancreatic β cells. The
Ethanol extract of Centella asiatica contains bioactive compounds which have anti-
inflammatory activity and anti-hyperglycemia. The purpose of this study was to analyze
the effect of dosage and administration of the ethanol extract of Centella asiatica on the
insulitis degree in the rat’s pancreas with DM type 2.
Method: Laboratory experimental post-test with control group using 48 samples of 8
week male Wistar rats (rattus novergicus) weighing 150 - 250 gram. The induction of
DM type 2 used used streptozotocin dose 65 mg/ kg body weight (BW) intraperitoneally
given 15 minutes after the administration of nicotinamide dose 230 mg/kg body weight.
This research consisted of six treatments: a normal control (K-), the control of DM type 2
(K+), the ethanol extract of Centella asiatica dose 300 mg/ kg BW (P1), the ethanol
extract of Centella asiatica dose 600 mg/ kg BW (P2), the ethanol extract of Centella
asiatica dose 1.200 mg/ kg BW (P3), and metformin drug 45 mg/ kg BW (P4). The
treatment lasted 28 and 35 days. The results were statistically analyzed with Kruskal-
Wallis test followed by Mann Whitney test with the significance level α = 0,05.
Result: There was no effect of the administration of the ethanol extract of Centela
asiatica dose 300 mg/ kg BW/ day, 600 mg/ kg BW/ day, and 1.200 mg/ kg BW/ day to
the insulitis degree in the rat’s pancreas with DM type 2 in 28 days (p = 0.368), but there
was an effect in 35 days (p = 0.008). Further test showed that the administration of the
ethanol extract of Centella asiatica dose 300 mg/ kg BW/ day did not significantly to
decrease the insulitis degree in the rat’s pancreas with DM type 2, but it had a significant
decrease at dose 600 mg/kg BW/day and dose 1.200 mg/kg BW/day in 35 days.
Conclusion: The administration of ethanol extract of Centella asiatica dose 600 mg/ kg
BW/ day and 1.200 mg/ kg BW/ day at 35 days significantly decreased the insulitis
degree in the rat’s pancreas with DM type 2, but not significant at dose 300 mg/ kg BW/
day. Meanwhile, the administration of the ethanol extract of Centella asiatica at 28 days
did not decrease the insulitis degree in all dose variations.
KEY WORDS: Centella asiatica, degree of insulitis, diabetes mellitus type 2