INOVASI TERAPI OSTEOPOROSIS BERBASIS KEDOKTERAN
REMODELING MENGGUNAKAN RIMPANG KENCUR (KAEMPFERIA
GALANGA L.) EKSTRAK ETANOL SECARA IN VIVO
PENELITIAN MANDIRI LSIM 2013
Diusulkan Oleh:
DEDDY DWI SEPTIAN NIM. 105070400111033/ANGKATAN 2010
KHRISNA RANGGA P NIM. 105070106111004/ANGKATAN 2010
IVAN BINTANG P NIM. 115070107121003/ANGKATAN 2011
FAKULTAS KEDOKTERAN
UNIVERSITAS BRAWIJAYA
2013
LEMBAR PENGESAHAN USUL PENELITIAN MANDIRI
1. Judul Kegiatan : Inovasi Terapi Osteoporosis Berbasis
Kedokteran Remodeling Menggunakan Rimpang Kencur (Kaempferia galanga L.)
Ekstrak Etanol secara In Vivo
2. Nama Penulis
a. Nama Lengkap : Deddy Dwi Septian
b. NIM : 105070400111033
c. Jurusan : Pendidikan Dokter Gigi
d. Universitas/Institut/Politeknik : Universitas Brawijaya Malang
e. Alamat Rumah dan No Tel./HP : Jl. Danau Rawapening H5 D16, Malang
f. Alamat email : [email protected]
4. Anggota Pelaksana Kegiatan/Penulis : 2 orang
5. Dosen Pendamping
a. Nama Lengkap dan Gelar : Dr.drg. Nur Permatasari MS.
b. NIP : 19601005 199103 2 001
Malang, 6 April 2013
Ketua Pelaksana Kegiatan
(Deddy Dwi Septian)
NIM. 105070400111033
Pembantu Dekan III Dosen Pendamping
Fakultas Kedokteran Brawijaya
(dr. Bambang Prijadi, M.Kes) (DR. drg. Nur Permatasari MS. )
NIP. 19520324 198403 1 002 NIDN. 0005106007
ii
KATA PENGANTAR
Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa karena atas rahmat-Nya
penulis dapat menyelesaikan karya tulis yang berjudul “Inovasi Terapi
Osteoporosis Berbasis Kedokteran Remodeling Menggunakan Rimpang Kencur
(Kaempferia galanga L.) Ekstrak Etanol secara In Vivo.”
Penulis mengucapkan terima kasih kepada:
1. Dr. drg. Nur Permatasari MS. selaku dosen pembimbing yang bersedia
menuntun penulis dalam penyusunan karya tulis ini,
2. Dr. Bambang Prijadi, MS selaku Pembantu Dekan III yang senantiasa
mendukung penulis dalam penulisan proposal penelitian ini, dan
3. Semua pihak yang telah ikut berperan aktif demi terselesaikannya penulisan
karya tulis ini.
Hasil analisis ini diharapkan dapat dimanfaatkan sebagai dasar penelitian
selanjutnya dalam memanfaatkan Rimpang Kencur (Kaempferia galanga L.)
sehingga dapat menjadi obat pencegahan osteoporosis yang efektif, mudah, dan
relatif terjangkau.
Penulis menyadari bahwa karya tulis ini belumlah sempurna dan masih
banyak kesalahan yang terjadi. Penulis mengharapkan saran dan masukan dari
para pembaca demi penyempurnaan karya tulis ini selanjutnya.
Malang, 6 April 2013
Penulis
iii
ABSTRAK
Osteoporosis adalah gangguan tulang yang ditandai dengan penurunan massa tulang dan kemerosotan mikro-arsitektur yang menyebabkan tulang menjadi rapuh dan mudah patah. Osteoporosis dapat disebabkan oleh penurunan pembentukan tulang serta peningkatan kehilangan tulang. Osteoporosis dapat diobati dengan cara menghambat kerja osteoklas maupun meningkatkan kerja osteoblas. Namun, obat-obat yang telah diproduksi dan beredar pada umumnya bersifat anti resorpsi meliputi estrogen, bifosfonat yang mempunyai beberapa efek samping yang berbahaya dan merugikan. Estrogen dapat digunakan sebagai pencegahan dan pengobatan osteoporosis tapi estrogen mempunyai efek samping meliputi nyeri payudara (mastalgia), retensi cairan, peningkatan berat badan, tromboembolisme, serta pemakaian jangka panjang estrogen dapat menyebabkan terjadinya kanker payudara. Bifosfonat mengurangi resorpsi tulang oleh osteoklas dengan cara berikatan dengan permukaan tulang dengan mengurangi produksi proton dan enzim lisosomal di bawah osteoklas. Namun, bifosfonat yang tidak diabsorpsi oleh tulang tidak akan dimetabolisme oleh tubuh dan diekskresi dalam bentuk utuh oleh ginjal sehingga sangat berbahaya bila diberikan pada penderita gagal ginjal. Rimpang kencur yang banyak terdapat di Indonesia hingga saat ini terkenal kegunaannya baik untuk pengobatan maupun bumbu makanan. Rimpang kencur memiliki kandungan kaempferol yang mampu bertindak sebagai stimulan diferensiasi osteogenik dari kultur osteoblas dengan bereaksi terhadap estrogen reseptor signaling. Selain itu rimpang kencur juga memiliki saponin dan polifenol yang mampu digunakan sebagai akselerator penyembuhan luka (Winarto, 2007). Rimpang kencur berpotensi untuk meningkatkan differensiasi osteoblas pada tulang osteoporosis tanpa menimbulkan efek samping yang berbahaya. Sehingga selanjutnya rimpang kencur dapat dikembangkan sebagai alternatif solusi terapi pada penderita osteoporosis.
Kata Kunci: Osteoporosis, osteoblas, rimpang kencur.
iv
DAFTAR ISI
Judul i
Lembar Pengesahan ii
Kata Pengantar iii
Abstrak iv
Daftar Isi v
Daftar Gambar vi
Bab 1 Pendahuluan 1
1.1 Latar Belakang Masalah 1
1.2 Rumusan Masalah 2
1.3 Tujuan Penelitian 2
1.4 Manfaat Penelitian 3
Bab 2 Tinjauan Pustaka 4
2.1 Osteoporosis 4
2.2 Proses Pembuatan Tulang 4
2.3 Patofisiologi Terjadinya Osteoporosis 5
2.4 Definisi dan Taksonomi Rimpang Kencur (Kaempferia galanga) 7
2.5 Kandungan dan Efek Rimpang Kencur (Kaempferia galanga) 8
2.6 Peran Kaempferia galanga L. pada osteoporosis 8
Bab 3 Kerangka Konsep 9
Bab 4 Metode Penelitian 10
4.1 Rancangan Penelitian 10
4.2 Populasi dan Sampel Penelitian 10
4.3 Variabel Penelitian 11
4.4 Lokasi dan Waktu Penelitian 11
4.5 Bahan dan Alat Penelitian 11
4.6 Definisi Istilah/Operasional 12
4.7 Prosedur Penelitian 13
4.8 Pengumpulan dan Analisis Data 13
v
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Mekanisme Pembentukan Tulang 5
Gambar 2.2 Rimpang Kencur (Kaempferia galanga) 7
Gambar 3.1 Kerangka Konsep 9
vi
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah
Osteoporosis dan konsekuensinya yakni terjadinya fraktur merupakan
masalah utama tidak hanya di negara maju tapi juga di negara berkembang.
Jumlah patah tulang di Asia lebih tinggi dari negara-negara eropa
dikombinasikan. Dari semua patah tulang di dunia, 17% ditemukan di Asia
Tenggara, 29% di Pasifik Barat, dibandingkan dengan 35% terjadi di Eropa (Ho
Pham, 2011).
Menurut hasil analisa data yang dilakukan oleh Puslatbang Gizi Depkes
pada 14 provinsi menunjukan bahwa masalah osteoporosis di Indonesia telah
mencapai pada tingkat yang diwaspadai yaitu 19,7%. Itulah sebabnya
kecenderungan osteoporosis di Indonesia 6 kali lebih tinggi dibanding negeri
belanda. Lima provinsi dengan risiko osteoporosis yang lebih tinggi adalah
Sumatera Selatan (27,7%), Jawa Tengah (24,02%), DI Yogyakarta (23,5%),
Sumatera Utara (22,82%), Jawa Timur (21,42%), Kalimantan Timur (10,5%)
(Sihombing, 2009).
Osteoporosis adalah gangguan tulang yang ditandai dengan penurunan
massa tulang dan kemerosotan mikro-arsitektur yang menyebabkan tulang
menjadi rapuh dan mudah patah (Robins, 2007). Osteoporosis dapat disebabkan
oleh penurunan pembentukan tulang serta peningkatan kehilangan tulang. Oleh
karena itu secara teoritis, osteoporosis dapat diobati dengan cara menghambat
kerja osteoklas maupun meningkatkan kerja osteoblas. Namun, obat-obat yang
telah diproduksi dan beredar pada umumnya bersifat anti resorpsi meliputi
estrogen, bifosfonat yang mempunyai beberapa efek samping yang berbahaya
dan merugikan.
Estrogen dapat digunakan sebagai pencegahan dan pengobatan
osteoporosis, namun estrogen mempunyai efek samping meliputi nyeri payudara
(mastalgia), retensi cairan, peningkatan berat badan, tromboembolisme, serta
pemakaian jangka panjang estrogen dapat menyebabkan terjadinya kanker
payudara (Nancy, 2001).
Bifosfonat mengurangi resorpsi tulang oleh osteoklas dengan cara
berikatan dengan permukaan tulang dengan mengurangi produksi proton dan
enzim lisosomal di bawah osteoklas (Bambang, 2006). Namun, bifosfonat yang
tidak diabsorpsi oleh tulang tidak akan dimetabolisme oleh tubuh dan diekskresi
dalam bentuk utuh oleh ginjal. Karena itu sangat berbahaya bila diberikan pada
penderita gagal ginjal.
Kalsitonin diberikan untuk mengurangi fraktur vertebrae pada penderita
osteoporosis dan mungkin dapat bermanfaat bagi pasien yang tidak dapat
menoleransi terapi estrogen. Namun, penggunaan kalsitonin dalam dosis tinggi
dan jangka panjang dapat menyebabkan tumor pituitary. Sehingga bisa kita
simpulkan bahwa hingga saat ini masih belum ada solusi yang aman untuk
penderita osteoporosis (Bambang,2006)
Rimpang kencur yang banyak terdapat di Indonesia hingga saat ini
terkenal kegunaannya baik untuk pengobatan maupun bumbu makanan. Memiliki
kandungan kaempferol yang hingga saat ini terbukti mampu sebagai stimulan
diferensiasi osteogenik dari kultur osteoblas dengan bereaksi terhadap estrogen
reseptor signaling (Guo, 2012). Selain itu rimpang kencur juga memiliki saponin
dan polifenol yang mampu digunakan sebagai akselerator penyembuhan luka
(Winarto, 2007).
Dengan melihat kandungan dari rimpang kencur di atas, dapat
disimpulkan bahwa rimpang kencur berpotensi untuk meningkatkan diferensiasi
osteoblas pada tulang osteoporosis tanpa menimbulkan efek samping yang
berbahaya. Sehingga selanjutnya rimpang kencur dapat dikembangkan sebagai
alternatif solusi terapi pada penderita osteoporosis.
1.2 Rumusan Masalah
Apakah rimpang kencur (Kaempferia galanga L.) ekstrak etanol mampu
mempercepat pembentukan osteoblast pada tulang osteoporosis?
1.3 Tujuan Penelitian
1.3.1 Tujuan Umum
Memperoleh bukti apakah rimpang kencur (Kaempferia galanga L.)
ekstrak etanol (KLEE) dapat meningkatkan differensiasi osteoblas pada tulang
osteoporosis.
1.3.2 Tujuan Khusus:
1. Mengetahui jumlah osteoblas dan osteosit pada tulang osteoporosis.
2. Mengetahui perbedaan jumlah osteoblas antara osteoblas pada tulang
osteoporosis dengan pemberian KLEE dan tulang osteoporosis tanpa
pemberian KLEE.
3. Mengetahui pengaruh perbedaan dosis KLEE pada aktivitas dan viabilitas
osteoblas antara osteoblast pada kultur tulang osteoporosis dengan
pemberian KLEE dan kultur tulang osteoporosis tanpa pemberian KLEE.
1.4 Manfaat Penelitian
1.4.1 Manfaat Akademik
Dapat dijadikan sebagai dasar teori untuk menambah wawasan ilmu
pengetahuan sekaligus sebagai dasar untuk pengembangan penelitian
selanjutnya dalam bidang kesehatan, khususnya tentang potensi KLEE sebagai
terapi pada penderita osteoporosis.
1.4.2 Manfaat Praktis
Dapat dijadikan sebagai dasar teori untuk memberikan informasi kepada
kalangan perindustrian obat tentang penggunaan KLEE sebagai akselerator
diferensiasi osteoblas pada tulang dalam keadaan osteoporosis.
3
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Osteoporosis
Osteoporosis adalah keadaan kurangnya massa tulang per unit volume
dan mikroarsitektur jaringan tulang yang buruk namun bukan disebabkan oleh
defek mineralisasi (osteomalasia). Osteoporosis menyebabkan tulang menjadi
lebih rapuh sehingga risiko fraktur meningkat baik pada masa kanak maupun
kelak di usia dewasa sehingga osteoporosis dikenal sebagai penyakit pediatri
dengan konsekuensi geriatri karena 90% masa tulang terbentuk sebelum usia 20
tahun.
Penambahan masa tulang selama masa anak mengikuti tiga fase. Bone
mineral density (BMD) meningkat cepat pada tiga tahun pertama kehidupan,
melambat saat masa anak, kemudian meningkat lagi selama masa pubertas
hingga mencapai 50% BMD dewasa dan 90%. BMD dewasa pada usia 20 tahun
(Lacativa, 2006). Pertumbuhan tulang mencapai keseimbangan pada individu
saat berusia 30-40 tahun. Keseimbangan ini mulai terganggu dan lebih berat ke
arah penyerapan tulang ketika wanita mencapai menopause dan pria mencapai
usia 60 tahun (Manolagas, 2002). Pada proses remodeling, tulang secara
kontinyu mengalami penyerapan dan pembentukan. Hal ini berarti bahwa
pembentukan tulang tidak terbatas pada fase pertumbuhan saja, akan tetapi
pada kenyataanya berlangsung seumur hidup. Sel yang bertanggung jawab
untuk pembentukan tulang disebut osteoblas, sedangkan osteoklas bertanggung
jawab untuk penyerapan tulang (Jilka, 2001). Osteoporosis berhubungan erat
dengan proses remodeling tulang yaitu terjadi abnomalitas bone turnover yaitu
terjadinya proses penyerapan tulang lebih banyak dari pada proses
pembentukan tulang.
2.2 Proses Pembentukan Tulang
Tulang terdiri dari matriks ekstrasel dan sel tulang. Matriks ekstrasel
terdiri dari bagian organik dan inorganik. Sekitar 90%-95% bagian organik
matriks ekstrasel terdiri dari kolagen tipe I, proteoglikan, protein non-kolagen,
osteokalsin, osteonektin, osteopondin, trombospondin, faktor pertumbuhan, dan
sitokin.Bagian inorganik matriks ekstrasel terutama terdiri dari kalsium
hidroksiapatit sebagai tempat cadangan ion kalsium dan fosfat. Sel tulang terdiri
dari tiga jenis yaitu osteoblas, osteosit, dan osteoklast. Osteoblas bertanggung
jawab atas pembentukan tulang, mineralisasi, dan ekspresi reseptor hormon
paratiroid. Osteoklastadalah sel tulang multinuklear yang berasal dari prekursor
hematopoietik monosit-makrofag yang merupakan fusi dari beberapa sel
mononuklear dengan tepi tidak rata dan mempunyai enzim lisosom dalam
sitoplasma. Sedangkan osteosit adalah sel tulang terbanyak, berbentuk pipih
kecil dan terdapat dalam matriks tulang. Antara osteosit satu dengan yang lain
saling berhubungan melalui jaringan kanalikuli. Osteosit akan mengalami
apoptosis atau fagositosis selama resorpsi osteoklast. Osteosit juga merupakan
reseptor mekanik yang mengubah stimulasi mekanik menjadi sinyal yang
menginduksi remodelling tulang agar searah stimulasi (Molina, 2004).
Kepadatan tulang ditentukan oleh keseimbangan dinamik antara proses
pembentukan dan resorpsi tulang. Bila pertumbuhan linear dan volume masa
tulang maksimal telah tercapai, proses remodeling bertujuan untuk
mempertahankan massa tulang (Valsamis, 2006). Remodelling tulang
dipengaruhi oleh estrogen, androgen, vitamin D, hormon paratiroid, tumor
necrosis factor (TNF), dan insulin like growth factor I dan II, nutrisi, konsumsi
kalsium, dan aktivitas fisik (Bianchi, 2005).
Gambar 2.1 Mekanisme Pembentukan Tulang
5
2.3 Patofisiologi Terjadinya Osteoporosis
Terdapat beberapa teori yang menyebabkan terjadinya osteoporosis
antara lain defisiensi estrogen, faktor sitokin dan pembebanan.
Estrogen memegang peran yang sangat penting dalam metabolisme
tulang, mempengaruhi aktivitas sel osteoblas maupun osteoklas, termasuk
menjaga keseimbangan kerja dari kedua sel tersebut melalui pengaturan
produksi faktor parakrin-parakrin utamanya oleh sel osteoblas (Monroe, 2003).
Estrogen merupakan salah satu yang berfungsi menstimulasi ekspresi gene dan
produksi protein pada sel osteoblastik manusia, seperti misalnya produksi OPG,
RANK-L, dan IL-6. Estrogen juga merangsang ekpresi dari OPG dan TGF-b oleh
sel osteoblas dan sel stroma, yang selanjutnya berfungsi menghambat
penyerapan tulang dan mempercepat atau merangsang apoptosis sel osteoklas
(Norman, 2003). Faktor inilah yang berpengaruh pada pengaturan homeostasis
tulang dan berperan akan terjadinya osteoporosis
Selain itu faktor sitokin dapat menyebabkan osteoporosis. Di antara grup
sitokin yang menstimulasiosteoklastogenesis antara lain adalah: IL-1, IL-3, IL-6,
LIF, Oncostatin M (OSM), CNTF, Tumor Necrosis Factor (TNF), Granulocyte
Macrophage-Colony Stimulating Factor (GM-CSF), dan Macrophage-Colony
Stimulating Factor (M-CSF). Sedangkan IL-4, IL-10, IL-18, dan interferon-g,
merupakan sitokin yang menghambat osteoklastogenesis.
Pembebanan dengan kaitan terjadi remodeling, yang merupakan
keseimbangan dinamik antara penyerapan tulang oleh osteoklas dan
pembentukan tulang oleh osteoblas. Sel osteosit memegang peranan penting
dalam menginisiasi remodeling tulang dengan mengirimkan sinyal lokal kepada
sel osteoblas maupun sel osteoklas di permukaan tulang melalui sistem
kanalikuler (Vega, 2007). Selanjutnya osteoblas berkomunikasi dengan sel dalam
sumsum tulang dengan memproyeksikan selnya ke sel endotel di sinusoid,
dengan demikian lokasi strategis osteosit menjadikan sel ini sebagai kandidat
sel mekano sensori untuk deteksi kebutuhan tulang, menambah atau
mengurangi massa tulang selama adaptasi fungsi skeletal. Osteosit juga
mempunyai kemampuan deteksi perubahan aliran cairan interstisial dalam
kanalikuli yang dihasilkan akibat pembebanan
6
2.4 Definisi dan Taksonomi Rimpang Kencur (Kaempferia galanga)
Domain : Eukaryota
Kingdom : Plantae
Subkingdom : Viridaeplantae
Infrakingdom : Streptophyta
Phylum : Tracheophyta
Subphylum : Spermatophytina
Infraphylum : Angiospermae
Subclass : Commelinideae
Class : Magnoliopsida
Superorder : Lilianae
Order : Zingiberales
Family : Zingiberaceae
Genus : Kaempferia
Specific epithet : galanga (L.)
Botanical name : Kaempferia galanga (L.) (Zingiberaceae of North
America, 2010)
Kencur (Kaempferia galanga L.) merupakan tanaman yang banyak
dibudidayakan masyarakat Indonesia dan dimanfaatkan sebagai obat tradisional,
industri minuman, jamu, dan bumbu dapur (Marwati, 1993). Kencur digolongkan
sebagai tanaman jenis empon-empon yang mempunyai daging buah paling lunak
dan tidak berserat. Daging buah kencur berwarna putih dan kulit luarnya
berwarna coklat. Kencur tumbuh dan berkembang pada musim tertentu, yaitu
pada musim penghujan. Kencur dapat ditanam dalam pot atau di kebun yang
8
cukup sinar matahari, tidak terlalu basah dan di tempat terbuka (balai IPTEK,
2007).
2.5 Kandungan dan Efek Rimpang Kencur (Kaempferia galanga)
Rimpang kencur mengandung minyak atsiri, asam sinamat, dan etil ester
(Rukmana, 1994). Kaempferol, sebuah flavonol yang berasal dari rimpang
Kaempferia galanga adalah phytoestrogen yang memiliki efek osteogenik. untuk
menginduksi gen dan enzim osteogenik spesifik pada proses mineralisasi kultur
osteoblast tikus.Kaempferol merangsang diferensiasi osteogenik pada kultur
osteoblast dengan bertindak melalui sinyal reseptor estrogen (Ava, 2012).
2.6 Peran Kaempferia galanga L. pada osteoporosis
Penelitian sebelumnya telah menunjukan bahwa Kaempferia galanga L.
atau yang lebih dikenal dengan rimpang kencur memiliki kandungan saponin,
flavonoid, polifenol dan minyak astiri (Gholib, 2009). Senyawa Flavonoid yang
terdapat pada rimpang kencur adalah kaempferol. Pemberian kaempferol
dengan kadar kemurnian 98% pada sel osteoblast normal telah terbukti mampu
menjadi agen yang menginduksi diferensiasi osteoblas melalui estrogen reseptor
signaling (Guo et al, 2012).
9
BAB 3
KERANGKA KONSEP
Gambar 3.1 Kerangka Konsep
Menopause
Estrogen ↓
Osteoklas
Peningkatan aktivitas
Degradasi tulang ↑
Osteoporosis
Kaempferia galanga
Jumlah osteoblas ↓
Jumlah osteosit ↓
Apoptosis
Osteoblas ↓
Pembentukan tulang ↓
Jumlah osteoklas ↑
Ketebalan trabekula ↓
Saponin
Polifenol
Kaempferol
BAB 4
METODE PENELITIAN
4.1 Rancangan Penelitian
Penelitian ini menggunakan desain eksperimen murni (true
eksperimental) yang dikerjakan di laboratorium secara in vivo dengan
menggunakan rancangan percobaan Randomized Group Post Test Only Design.
Dengan alur penelitian sebagai berikut :
4.2 Populasi dan Sampel
Jumlah sampel yang digunakan memakai rumus: (t-1) (r-1) ≥ 15
(Hanafiah, 2005)
t : jumlah perlakuan, r : jumlah sampel
Pada penelitian ini t = 4 sehingga jumlah sampel adalah adalah:
(6-1) (r-1) ≥ 15
r-1 ≥ 15:5
r ≥ 3+1
r ≥ 4
Untuk 6 macam perlakuan diperlukan minimal sampel masing-masing 4
ekor tikus dengan cadangan sampel 2 ekor tikus tiap perlakuan.
Pembuatan Osteoporosis
Pembagian secara acak menjadi 6 kelompok
K+ P 3P 1K - P 2 P 4
KLEE 125mg/KgBB selama 7 hari
Penghitungan Osteoblas + Osteoklas + Osteosit
KLEE 250mg/KgBB selama 7 hari
KLEE 375mg/KgBB selama 7 hari
KLEE 500mg/KgBB selama 7 hari
4.3 Variabel Penelitian
Variabel dalam penelitian ini dibagi menjadi 2 variabel, yaitu :
- Variabel Bebas
Variabel bebas penelitian ini adalah KLEE dengan taraf konsentrasi
125mg/kgBB, 250mg/kgBB, 375mg/kgBB, 500mg/kgBB selama 7 hari
dengan interval pemberian 24 jam :
1. Kelompok kontrol negatif : tikus normal
2. Kelompok kontrol positif : tikus dalam keadaan osteoporosis
3. Kelompok perlakuan I : tikus dalam keadaan osteoporosis + KLEE
125mg/kgBB selama 7 hari.
4. Kelompok perlakuan II : tikus dalam keadaan osteoporosis + KLEE 250
mg/kgBB selama 7 hari.
5. Kelompok perlakuan III : tikus dalam keadaan osteoporosis + KLEE 375
mg/kgBB selama 7 hari.
6. Kelompok perlakuan IV : tikus dalam keadaan osteoporosis + KLEE 500
mg/kgBB selama 7 hari.
- Variabel Terikat
1. Jumlah osteoblas
2. Jumlah osteoklas
3. Jumlah Osteosit
Pada vertebra, tulang femur, dan tulang mandibula.
4.4 Lokasi dan waktu Penelitian
Dilakukan di laboratorium farmakologi Fakultas Kedokteran Universitas
Brawijaya dalam waktu 3 bulan.
JADWAL KEGIATAN
11
4.5
Bahan dan Alat Penelitian
1. Perawatan tikus
Alat: bak plastik berukuran 36 buah, tutup kandang terbuat dari anyaman
kawat 36 buah, botol air 36 buah, sekam 6 karung, neraca Sartorius.
2. Induksi ovariektomi
Alat: meja operasi kecil, baki plastik, handscoen, spuit 1 cc, alat cukur, duk
steril, benang catgut, pisau tajam, jarum jahit, kasa steril, plester, cotton bud,
kapas, kandang pemulihan. Bahan: ketamin, betadine solution dan alkohol
70%, basitrasin serbuk (Nebacetin), gentamisin inj, novalgin inj.
3. Pengecekan jumlah osteoblas, osteoklas, dan osteosit
Alat: peralatan bedah minor, botol-botol tertutup, mikrotom, gelas objek,
coverslip, mikroskop Olympus Photo Slide BX51 dengan kamera DP71 12
megapixel. Bahan: ether, formalin 10%, asam format 8%, alkohol 30%, 50%,
70%, 80%, absolut 96%, aquades, larutan Harris Hemaktosilin, larutan Eosin.
4. Pengukuran ketebalan trabekula (morfometri)
Alat: peralatan bedah minor, botol-botol tertutup, mikrotom, gelas objek,
coverslip, mikroskop Olympus Photo Slide BX51 dengan kamera DP71 12
megapixel. Bahan: struktur trabekular tulang.
5. Pembuatan Kaempferia galanga L. ekstrak Etanol
Alat: Vakum desikator
12
No KegiatanBulan1 Bulan2 Bulan3
1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4Tahap Persiapan1. Mengurus ethical clearance2. Mengurus perijinan laboratorium3. Belanja alat dan bahan penelitian4. Pembuatan KEELTahap Pelaksanaan1. Perawatan dan adaptasi tikus2. Induksi ovariektomi3. Pemberian KEEL4. Pengecekan jumlah osteoblas,
osteoklas, dan osteosit5. Pengukuran ketebalan trabekula6. Penghitungan kolagen tipe ITahap Penyelesaian1. Analisa data2. Penyusunan laporan akhir
Bahan: Kaempferia galanga L,etanol 50%
RANCANGAN BIAYA
No Deskripsi Jumlah Harga Satuan TotalPenyediaan Sampel dan Perawatan1 Tikus putih (Rattus
norvegicus) strain Wistar36 Rp 15.000,00 Rp 540.000,00
2 Sewa kandang 36 Rp 25.000,00 Rp 900.000,003 Ransum 36 Rp 25.000,00 Rp 900.000,00Ekstraksi Kaempferia galanga L1. Ekstraksi 250mg Rp 550.000,00 Rp 550.000,00Induksi Ovariektomi1 Benang catgut 6 pc Rp 10.000,00 Rp 65.000,002 Ketamine 100 ml Rp 75.000,003 Bacitracin serbuk 40 mg Rp 130.000,004 Alkohol 70% 100 ml Rp 15.000,005 Gentamisin/Novalgin 40 mg Rp 260.000,00Pembedahan Tikus1 Kloroform 20 ml Rp 75.000,002 Formalin 10% 200 ml Rp 60.000,003 Alkohol 100 ml Rp 15.000,004 Kapas 2 pc Rp 5.000,00 Rp 15.000,005 Vacuotainer 36 Rp 10.000,00 Rp 360.000,006 Botol organ 1 plastik Rp 30.000,00 Rp 30.000,00Pengecekan Jumlah Osteoblas, Osteoklas dan Osteosit[x3 (vertebra,femur,mandibula)]1 Pengecatan rutin 36x3 Rp 25.000,00 Rp 2.700.000,00Pengukuran ketebalan trabekula [x3 (vertebra,femur,mandibula)]1 Pengecatan rutin 36x3 Rp 15.000,00 Rp 1.620.000,00Penghitungan kolagen tipe I1 Pengecatan rutin 1 Rp 150.000,00 Rp 150.000,00Lain-lain1 Handscoen 1 pc Rp 100.000,00 Rp 75.000,002 Spuit 1 ml & 5 ml 36 Rp. 2.000,00 Rp 72.000,003 Administrasi, print, jilid Rp 250.000,004 Transportasi Rp 175.000,00Total Biaya yang Diajukan Rp 9.062.000,00
4.6 Definisi Istilah/Operasional
13
1. Osteoporosis adalah keadaan kurangnya massa tulang per unit volume dan
mikroarsitektur jaringan tulang yang buruk namun bukan disebabkan oleh
defek mineralisasi (osteomalasia).
2. Ekstrak kencur adalah hasil ekstraksi cair rimpang kencur dengan pelarut
etanol. Ekstrak yang didapat dianggap memiliki kandungan ekstrak sebesar
100%. Ekstrak kencur berasal dari kota Batu yang telah disertifikasi oleh
Materia Medika. Rimpang kencur dipillih yang muda, segar, sehat, dan
berasal dari satu pohon
3. Minimum Osteoporosis Inhibitory Concentration (MOIC) adalah konsentrasi
ekstrak rimpang kencur terendah yang mampu meningkatkan aktivitas dan
viabilitas osteoblas
4.7 Prosedur Penelitian
1. Perawatan tikus
Tikus Rattus norvegicus dipelihara di kandang yang terbuat dari bak
plastik dengan tutup kandang dibuat dari anyaman kawat. Sebelum
dilakukan ovariektomi, tikus terlebih dahulu ditimbang dengan neraca
Sartorius.
2. Induksi ovariektomi
Tikus difiksasi dalam posisi supinasi, kemudian dilakukan anastesi
menggunakan ketamin i.m dengan dosis 40mg/kgBB. Bulu abdomen
dicukur, lalu dilakukan sterilisasi menggunakan alkohol 70% dan betadine
solution. Setelah itu ditutup duk steril. Dilakukan insisi transabdominal
kira-kira di atas uterus sepanjang 1,5-2 cm. Selanjutnya oviduct bagian
distal dan ovarium diligasi kemudian oviduct dan ovarium diangkat. Luka
potongan diberi basitrasin serbuk (Nebacetin). Prosedur yang sama
dilakukan untuk ovarium kanan. Luka insisi dijahit dengan catgut,
kemudian diolesi betadine dan Nebacetin, ditutup kasa steril. Kemudian
diberikan Gentamycin i.m dengan dosis 60 – 80 mg/kgBB 1 kali per hari
selama 3 hari dan Novalgin i.m dengan dosis 0,3 ml selama 1 hari
(Christina, 2010).
3. Pembuatan Kaempferia galangal L. ekstrak Etanol
14
Menggunakan rimpang kencur yang segar untuk proses ekstraksi.
Rimpang kencur dihaluskan hingga terdapat 250gr yang siap untuk
ekstraksi. Bubuk rimpang kencur yang sudah halus direndam dalam
etanol 96% selama 10 hari dan sesekali dan dipekatkan menggunakan
vakum desikator dan menggunakan suhu terkontrol 40°. Hingga didapat
masa semi-solid berwarna coklat tua (Ali, 2011).
4. Pemberian KEEL
KEEL diberikan secara secara peroral sesuai perlakuan
masing-masing kelompok.
5. Pengecekan jumlah osteoblas, osteoklas, dan osteosit
a. Pengambilan sediaan tulang
Tikus dibunuh dengan dimasukkan pada tempat tertutup berisi
kapas yang ditetesi ether. Tikus yang mati diletakkan di atas alas papan
dan difiksasi. Dilakukan pemotongan pada bagian proksimal femur dan
mandibula, kemudian tulang femur dan mandibula tikus dimasukkan ke
dalam botol tertutup yang berisi formalin 10% (Arieska, 2010).
b. Pembuatan preparat jaringan tulang
Jaringan tulang dilakukan proses dekalsifikasi dengan cara
direndam di dalam asam format 8%. Setelah lunak, tulang direndam
dalam air mineral. Dilakukan dehidrasi dengan merendam pada alkohol
bertingkat. Dilakukan clearing (penerangan) dengan xylol, kemudian
dilakukan proses infiltrasi dengan parafin. Dilakukan blocking dengan
parafin cair dingin, selanjutnya dilakukan pemotongan blok parafin
dengan menggunakan mikrotom. Hasil sayatan dari blok parafin
dipasang pada gelas obyek, dan kemudian dilakukan deparafinasi
(Arieska, 2010).
c. Pewarnaan Hematoksilin dan Eosin
Sampel yang telah dipotong diletakkan di atas gelas objek.
Kemudian dilakukan rehidrasi dengan alkohol bertingkat. Tetesi dengan
Harris Hematoksilin, cuci dengan alkohol bertingkat. Tetesi dengan
Eosin, cuci dengan alkohol bertingkat, bilas dengan aquades, keringkan.
Kemudian bilas dengan air mengalir, keringkan. Tetesi dengan emelian
dan tutup dengan coverslip (Arieska, 2010).
15
d. Pemeriksaan histologi untuk menghitung jumlah sel osteoblas,
osteoklas, dan osteosit
Slide tulang hasil pemeriksaan Hemaktosilin Eosin diperiksa
menggunakan Mikroskop Olympus Photo Slide BX51 dengan kamera
DP71 12 Megapixel. Kemudian jumlah sel osteoblas, osteoklas, dan
osteosit dihitung dengan pembesaran 400x pada tiap jaringan/slide dari
masing-masing tikus sebanyak 20 lapang pandang kemudian di rata-
rata (Fachrul, 2010).
6. Pengukuran ketebalan trabekula (morfometri)
Hitung kepadatan struktur trabekular tulang, dengan cara
menghitung jumlah node (hubungan antara dua atau lebih trabekular
yang berdekatan), strut, terminus (ujung bebas dari trabekular yang
tidak bergabung dengan trabekular sekelilingnya), perbandingan jumlah
node dan terminus. Masukkan hasilnya dalam Mann-Whitney U Test
untuk menentukan kriteria pengeroposan tulang, ketebalan rata-rata
korteks tulang (Mean Cortical thickness), dan ketebalan rata-rata
trabekular tulang setiap hewan coba (Mean Trabecular Thickness).
7. Pengukuran kolagen tipe I (pewarnaan Masson’s Trichrome)
Mordan dalam larutan Bouin’s pada microwave selama 1 menit,
lalu biarkan selama 15 menit. Cuci pada air keran yang mengalir untuk
menghilangkan asam picric selama 5 menit. Beri Weigert’s working
hematoxylin, tunggu 10 menit. Cuci pada air keran yang mengalir
selama 5 menit. Bilas dengan air suling. Beri Biebrich scarlet, tunggu
selama 5 menit. Bilas pada air suling. Tambahkan phosphomolybic acid,
tunggu 10 menit. Pindahkan ke dalam Aniline blue selama 5 menit. Bilas
pada air suling. Beri asam asetat 1% dan bilas pada air suling.
Keringkan, bersihkan dan tutup dengan cover glass.
4.8 Pengumpulan dan Analisa Data
Pengambilan data dan analisa data dilakukan pada minggu ke-16.
Analisis dilakukan terhadap 2 hal, yaitu viabilitas dan aktivitas sel osteoblast.
Untuk mengetahui perbedaan rata-rata viabilitas dan aktivitas sel osteoblast
antara kelompok control dan kelompok perlakuan digunakan uji statistic Oneway
Anova. Jika ada perbedaan dilanjutkan dengan uji Post Turkey HSD untuk
16
mengetahui pasangan data yang berbeda (untuk melihat perbedaan dari setiap
kelompok). Penelitian ini bermakna bila p < 0,05 dan hipotesis yang menyatakan
bahwa Kaepferia galanga L. mampu sebagai agen induksi differensiasi
osteoblast via estrogen reseptor signaling pada kultur osteoporosis. Namun,
apabila p > 0,05 berarti hipotesis tersebut ditolak (Satriyo,2012).
DAFTAR PUSTAKA
Agustinisari I. 1998. Pengaruh Ekstrak Jahe (Zingiber officinale Roscoe) Segar
dan Bertunas terhadap Proliferasi Beberapa Alur Sel Kanker dan Normal.
Laporan Tugas Akhir. Jurusan Teknologi Pangan dan Gizi Fakultas
Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor.
Ali A. (et al.). 2011. Anti Inflammatory and Analgesic Activities of Ethanolic
Extract of Sphaeranthus Indicus Linn. Pak. J. Pharm. Sci 24(3): 405-409.
Arieska, A.W. 2010. Efek Ekstrak Etanol Daun Ceplukan (Physalis minima L.)
terhadap Jumlah Sel Osteoklas Tikus Wistar (Rattus norvegicus) Pasca
Ovariectomy. Malang: Fakultas Kedokteran Universitas Brawijaya.
Calderon JM. (et al.). 2011. A Review on the Dietary Flavonoid Kaempferol. Mini
Reviews in Medicinal Chemistry (11): 298-344
Cornelia N.W. (et al.).2005. Cyclic Stretching of Human Osteoblast Affect
Proliferation and Metabolism : A New Experimental Methods and Its
Application. Journal of Orthopedic Research Vol 12:70-78
Fachrul, D.O.H. 2010. Efek Ekstrak Etanol Daun Ceplukan (Physalis minima L.)
terhadap Jumlah Sel Osteoblas Tikus Wistar (Rattus norvegicus) Pasca
Ovariectomy. Malang: Fakultas Kedokteran Universitas Brawijaya.
Gholib D. 2009. Daya Hambat Ekstrak Kencur (Kaempferia galanga L.) terhadap
Trychophyton mentagrophytes dan Cryptococcus neoformans pada Jamur
Penyebab Penyakit Kurap pada Kulit dan Penyakit Paru. Bul. Litro 20(1):
59-67.
Guo AJ. (et al.). 2012. Kaempferol as a Flavonoid Induces Osteoblastic
Differentiation via Estrogen Receptor Signaling. Chinese Medicine 7(10)
Handschin AE. (et al.). 2006. Cbfa-1 {Runx-2) and Osteocalcin Expression by
Human Osteoblast in Heparin Osteoporosis in Vitro. Clinical and Applied
Thrombosis/Hemostasis 12(4): 465-472
Kumar V, Cotran RS, Robbins SL. Buku Ajar Patologi. 7th ed, Vol. 1. Jakarta:
Penerbit Buku Kedokteran EGC, 2007: 189-1.
Liu B. (et al.). 2010. Supercritical Carbon Dioxide Extraction of Ethyl p-
methoxycinnamate from Kaempferia galanga L. Rhizome and Its Apoptotic
Induction in Human HepG2 Cells. Natural product research 24(20): 1927-
1932.
Murai (et al.).2011. On Site Visual Colorimetry for Dissolve Trace Manganese
After Extraction into Ion Associate Phase Retained on Membrane Filter.
Japan Analyst Vol 60 No 6:507
Satriyo (et al.).2012.Akar Putri Malu (Momosa Pudica) Ekstrak Metanol sebagai
Accelerator Penyembuhan Luka Mukosa Oral pada Model Tikus Wistar
Diabetes
Umar MI. (et al.). 2011. Phytochemistry and Medicinal Properties of Kaempferia
galanga L. (Zingiberaceae) Extracts. African Journal on Pharmacy and
Pharmacology 5(14): 1638-1647
Vincent KA. (et al.). 1992. Micropropagation of Kaempferia galanga L.- a
Medicinal Plant. Plant Cell, Tissue and Organ Culture 28: 229-230.
Wada Y. 2012. The Effect of Enamel Matrix Derivative on Spreading,
Proliferation, and Differentiation of Osteoblast Cultured on Zirconia. The
International Journal of Oral and Maxillofacial Implants: 849-858
Wenguang Liu (et al.).2001. Overexpression of Cbfa1 in Osteoblast Inhibits
Osteoblast Maturation and Causes Osteopenia with multiple fracture.JCB
Vol. 155 No 1:157-166
Yoshiyuki Wada (et al.).2012. The Effect of Enamel Matrix Derivative on
Spreading, Proliferation, and Differentiation of Osteoblast Cultured on
Zirconia. The International Journal of Oral & Maxillofacial Implants Vol 27:
849-858
LAMPIRAN
1. Biodata Ketua a. Nama Lengkap : Deddy Dwi Septian
NIM : 105070400111033 Tempat, Tanggal Lahir : Malang, 28 september 1991 Alamat : Jalan Danau Rawapening H5/D16Malang No. Hp : 085646852720 Email : [email protected] Angkatan : 2010Judul Karya Tulis yang pernah dibuat :- Uji Efektivitas Daun Lidah Buaya (aloe Vera) terhadap luka abrasi akibat rotary shanks dan luka overheating akibat handpiece pada bibir pas operasi odontektomi molar 3 (2011)
- Ekstrak meniran sebagai imunomodulator (2010) - Akar putri malu (Mimosa pudica) ekstrak kloroform sebagai
akselerator penyembuhan luka mukosa oral pada model tikus wistar diabetes. (2011)
- Car-gum : permen karet berbasis biosensor Ig A sebagai alat deteksi karies masa depan. (2012)Prestasi:
1. Finalis PIMNAS UMY 20122. Juara 1 paper IMSTC universitas sriwijaya Palembang 20133. Juara 1 poster ilmiah IMSTC universitas sriwijaya Palembang 20134. Oral Presentation 2 scientific papers in Taiwan AISCT 20135. Semifinalist International AMSC paper competition INAMSC jakarta 20136. Finalis KTI BROCA universitas atmajaya 20137. Finalis poster ilmiah BROCA universitas atmajaya 2013
Malang, 6 April 2013
(Deddy Dwi Septian) 105070400111033
2. Biodata Anggotaa. Nama Lengkap : Khrisna Rangga Permana
NIM : 105070106111004 Tempat, Tanggal Lahir : Lampung, 6 Juli 1992 Alamat : Terusan Sigura-gura D-190 Malang No. Hp : 08970331167 Email : [email protected] Angkatan : 2010 Judul Karya Tulis yang pernah dibuat:
- DINAMIK (Desain Ubin Keramik Batik) : Inovasi dalam Upaya Peletarian Budaya Batik Asli Indonesia (2011)- A Cross Sectional Study: Relationship Between Leukopenia and Thrombocytopenia to Morbidity of HIV in Saiful Anwar Hospital Malang (2011)
Prestasi: 1. Finalis PIMNAS UMY 2012
2. 3rd winner scientific poster EAMSC 2012 singapore3. 1st winner poster AMSC 2012 Philippines4. 3rd winner photography AMSC 2012 Phillipines5. Juara 1 paper IMSTC universitas sriwijaya Palembang 20136. Juara 1 poster ilmiah IMSTC universitas sriwijaya Palembang 20137. Oral Presentation 2 scientific papers in Taiwan AISCT 20138. Semifinalist International AMSC paper competition INAMSC jakarta 20139. Finalis KTI BROCA universitas atmajaya 201310. Finalis poster ilmiah BROCA universitas atmajaya 201311. Finalis KTI SRF universitas sumatra utara 2013
Malang, 6 April 2013
(Khrisna Rangga Permana) 105070106111004
b. Nama Lengkap : Ivan Bintang PermanaNIM : 115070107121003
Tempat, Tanggal Lahir : Jakarta, 14 Juli 1992 Alamat : Janur Elok 7 qf 6 nomor 7 No. Hp : 085710258055 Email : ivan.bintang @ gmail.com Angkatan : 2011Judul Karya Tulis yang pernah dibuat:
- Penggunaan Lipid Beta untuk Memberhentikan Sensasi Pedas di Lidah (2011)- Vaksin Amoebiasis yang Disebabkan Entamoba hystolica Menggunakan Protein LecA yang Terdapat Pada Staphylococcus aureus (2012)Prestasi:1. Juara 1 scientific video IMSTC universitas sriwijaya Palembang 20132. Lolos pendanaan PKM-P PIMNAS 2013
Malang, 6 April 2013
(Ivan Bintang Permana) 115070107121003
3. Biodata Dosen PendampingNama : Dr.drg. Nur Permatasari MS.NIP : 19601005 199103 2 001Jabatan : Staf Pengajar Laboratorium FarmakologiFakultas/Program studi : Kedokteran/Pendidikan dokterPerguruan tinggi : Universitas BrawijayaBidang keahlian : FarmakologiPenelitian terbaru :- The action of Physalis minima and Physalin on estrogen receptor in HUVECs - Penelitian Unggulan (reseach grant from Ministry of National Education) (2009)- Use of Physalis minima in the prevention of disturbance of arteriogenesis and angiogenesis in diabetic rats - Penelitian Unggulan (reseach grant from Ministry of National Education): 2010- Mechanism of endothelial progenitor cells disturbance exposed to high glucose concentration - IPTEKDOK (reseach grant from Ministry of National Education): 2009-2010 - The preventive effects of Physalis minima in the disturbance of endothelail progenitor cell functions that exposed to high glucose concentartion – UPP ( reseach grant from Faclty of Medicine Brawijaya University): 2011 (ongoing)
Malang, 6 April 2013
(Dr.drg. Nur Permatasari MS . ) 0005106007
Top Related