UJI EFEK HIPOGLIKEMIK EKSTRAK BERAS BERAS MERAH (LEA) …

UJI EFEK HIPOGLIKEMIK EKSTRAK BERAS BERAS MERAH (LEA) PADA TIKUS PUTIH JANTAN (RATTUS NORVEGICUS) YANG DIINDUKSI

DENGAN STREPTOZOTOSIN

THE HYPOGLYCEMIC EFFECT OF RED RICE (LEA) EXTRACTS

OBTAINED FROM TANAH TORAJA DISTRICT IN MALE WHITE RATS (RATTUS NORVEGICUS) INDUCED WITH STREPTOZOTOCYN

Ismail, Mufidah, Yusnita Rifai

Fakultas Farmasi Unversitas Hasanuddin Alamat Korespondensi : Ismail Fakultas Farmasi Universitas Hasanuddin Makassar HP : 085299560548 Email : [email protected]

Abstrak

Diabetes melitus merupakan penyakit yang ditandai dengan meningkatnya kadar glukosa darah (hiperglikemia), yang mana prevalensi kejadiannya tinggi di Indonesia yang mencapai 9,4 % pada tahun 2013. Maka penelitian ini bertujuan untuk mencari dan membuktikan ekstrak beras merah memiliki aktivitas untuk menurunkan kadar glukosa darah. Telah dilakuan penelitiam yang meliputi penyarian secara maserasi menggunakan etanol yang diasamkan dan pengujian efek hipoglikemik ekstrak beras merah (lea), menggunakan hewan coba tikus putih jantan galur Wistar yang diinduksi dengan streptozotosin dengan dosis 35 mg/Kg.BB secara intraperitoneal, tikus dikelompokkan secara random berdasarkan kadar glukosanya. Kelompok kontrol diberi larutan koloidal Na. CMC 0,5 %, kelompok kontrol positif diberi simvastatin 10 mg/Kg.BB hari, Kelompok perlakuan I mendapat ekstrak beras merah lea 150 mg /Kg. BB hari, kelompok perlakuan II mendapat ekstrak merah lea 300 mg /Kg. BB hari, dan kelompok kontrol sehat. Pemberian dilakukan secara peroral setiap hari selama 3 minggu, disertai pengambilan darah tiap minggunya untuk mengukur kadar glukosa darah. Hasil kadar glukosa dianalisis dengan menggunakan Anova yang menunjukkan adanya pengaruh yang signifikan pada minggu I,II dan III. Uji lanjutan ke LSD menunjukkan kontrol sehat berbeda nyata pengaruhnya dengan kelompok negatif, dan keempat kelompok perlakuan dengan ekstrak beras merah pada taraf uji 0,05 (P<0,05). Disimpulkan bahwa ekstrak beras merah memiliki aktivitas menurunkan kadar glukosa darah (hipoglikemia).

Kata Kunci : Beras merah, kadar glukosa, Streptozotosin, Lipolisakarida

Abstract

Diabetes mellitus is a disease characterized by increased blood glucose levels (hyperglycemia), because of the high prevalence of diabetes in Indonesia, according to the results of basic medical research in 2013, it was reached 9.4%. This study aims to find and prove the colored rice extract has an activity to reduced blood glucose levels. Has performed the extraction process used acidified ethanol and hypoglycemic effect from black glutinous rice extract (kobok) and red rice (lea), using experimental animals Wistar male rats were induced by a dose of 35 mg/ Kg.BB streptozotosin intraperitoneally, rats were randomly grouped based on glucose levels. The control group was given a colloidal solution of Na. CMC 0.5%, the positive control group were given simvastatin 10 mg / day Kg.BB, the first treatment group received received Lea red rice extract 150 mg / kg. BB days, group II received Lea red rice extract 300 mg / kg. BB today and a healthy control group. Giving done orally every day for 3 weeks, with weekly blood sampling to measure blood glucose levels. Results glucose levels were analyzed using ANOVA showed a significant effect on the week I, II and III. Further tests showed LSD to healthy controls significantly different effects with negative group, and the fourth group treated with pigmented rice extract at test level of 0.05 (P <0.01). This study confirmed the hypoglycemia effect of pigmented rice extract on blood glucose levels.

Keywords : pigmented rice, Glukose levels, streptozotocyn, lipopolysaccharide

PENDAHULUAN

Diabetes melitus (DM) merupakan golongan penyakit metabolik yang ditandai dengan

gangguan hiperglikemia kronik disertai kelainan metabolik akibat gangguan sekresi insulin,

kerja insulin atau kombinasinya yang menimbulkan berbagai komplikasi kronis pada mata,

ginjal saraf dan pembuluh darah. Gangguan regulasi metabolik pada DM menyebabkan

perubahan fisiologi pada berbagai sistem organ (Koda-kimble. et al., 2009; Di-Piro et al.,

2011 dan Silbernagl & Lang, 2006). Prevalensi kejadian DM di Indonesia menurut hasil riset

kesehatan dasar 2013 adalah 9,4 % (Badan Penelitian dan Pengembangan Kesehatan

Departemen Kesehatan RI, 2013).

Terapi DM diberikan kepada penderita dengan target minimal dapat menurunkan

kadar glukosa darah menjadi normal (hipoglikemik). Selain itu, terapi DM juga diharapkan

dapat mengurangi resiko komplikasi kardiovaskuler. Untuk mencapai tujuan tersebut,

dikembangkan terapi DM komprehensif yang tidak hanya mengendalikan metabolisme

glukosa (hipoglikemik), tetapi juga metabolisme lemak (hipolipidemik). Penelitian dan

pengembangan terapi DM harus mencakup dua aspek metabolisme tersebut (Maher, 2000;

Saravanan dan Pari, 2003).

Metode untuk melihat pengaruh suatu bahan apakah memiliki efek perlindungan

terhadap aterosklerosis sebagai komplikasi diabetes mellitus adalah menggunakan

penginduksi streptozotosin (STZ), lipopolisakarida (LPS) (Rowe et al., 2011). Streptozotosin

dikenal luas memiliki kemampuan diabetogenik pada beberapa spesies hewan seperti mencit,

tikus, anjing, monyet (Rowe et al., 2011; Kobayashi et al., 2000). Pemberian STZ pada tikus

menyebabkan kerusakan pada sel β pulau Langerhans pankreas, sehingga menghambat proses

pengeluaran insulin, dan lebih lanjut menyebabkan peningkatan kadar glukosa dalam darah.

Bentuk terapi yang dapat diberikan adalah dengan pengobatan dan perbaikan gaya

hidup (Maher, 2000). Terapi DM dengan pengobatan dapat dilakukan dengan menggunakan

obat-obatan kimiawi sintetik maupun ramuan tradisional. Terapi dengan ramuan tradisional,

telah menjadi bagian dari budaya masyarakat di berbagai belahan dunia. Hampir setiap negara

di dunia mempunyai kebudayaan sendiri tentang pemanfaatan alam (tumbuhan) untuk

pengobatan (Lee et al., 2000). Berdasarkan perkiraan WHO, lebih dari 80% penduduk di

negara-negara berkembang tergantung pada ramuan tradisional untuk mengatasi masalah

kesehatan mereka (Khan et al., 2002).

Berdasarkan hal tersebut akan dilakukan penelitian untuk melihat efek hipoglikemik

beras merah (lea) asal Kabupaten Tana Toraja pada tikus putih (Rattus norvegiscus) yang

diinduksi dengan streptozotocin. Pengujian antidiabetes yang tepat harus dilakukan melalui

penelitian farmakologi dengan tahap pengujian secara sistemik, supaya hasilnya dapat

dipetanggung jawabkan secara ilmiah dan bermanfaat bagi masyarakat. Karena penyakit

diabetes melitus memerlukan pengobatan jangka panjang dan biaya yang mahal, sehingga

diperlukan pencarian obat diabetes yang relatif murah dan terjangkau oleh masyarakat.

BAHAN DAN METODE

Waktu dan Lokasi Penelitian

Penelitian dilaksanakan di Pusat Penelitian Fakultas Farmasi UNHAS, Biofarmaka, di

Laboratorium Farmakognosi-Fitokimia, Laboratorium Farmakologi Fakultas Kedokteran

UGM, Laboratorium Pusat Penelitian Terpadu UGM, dan tempat lainnya. Penelitian

berlangsung antara bulan April hingga Juli 2014.

Rancangan Penelitian

Penelitian ini merupakan penelitian eksperimental yang terdiri dari dua tahap yaitu uji

pendahuluan penentuan komponen kimia ekstrak beras merah yang dilanjutkan dengan uji

secara in vivo penghambatan aterosklerosis.

Tahap penelitian

Beras merah (varietas Lea) diambil langsung dari kabupaten Tanah Toraja. Beras

diserbukkan dan siap digunakan sebagai bahan penelitian. Beras hitam dan beras merah yang

telah diserbukkan sebanyak 1 kg diekstraksi secara maserasi dengan pelarut Etanol asam.

Mula-mula beras yang telah dihaluskan dimasukkan ke dalam wadah maserasi lalu

ditambahkan cairan hingga seluruh sampel terendam. Wadah lalu ditutup rapat dan dibiarkan

selama 1 jam dalam sonikator. Campuran kemudian disaring dan dilakukan remaserasi dengan

menambahkan cairan penyari ke dalam ampas. Proses ekstraksi dilakukan sebanyak 5 kali

masing-masing. Ekstrak yang diperoleh kemudian dikumpulkan dan pelarutnya diuapkan

hingga ekstrak terbebas dari pelarutnya, selanjutnya air yang tersisa di dalam ekstrak

dihilangkan dengan cara liofilisasi hingga diperoleh ekstrak kering.

Uji aktivitas penurunan Kadar Glukosa Darah, menggunakan Tikus putih galur Wistar

yang berumur 4 minggu dan dalam kondisi sehat. Seluruh tikus dikandangkan pada kondisi

bebas patogen dan diadaptasikan pada kondisi laboratorium selama 1 bulan dengan pemberian

makanan biasa dan diberi siklus penerangan 12 jam gelap, 12 jam terang. Dalam penelitian

ini, perlakuan terhadap hewan uji dilakukan untuk melihat tingkat penurunan kadar

glukosa darah oleh pemberian ekstrak beras pada tikus jantan. Tikus kemudian dibagi

menjadi 7 kelompok, masing-masing kelompok terdiri dari 3 ekor. Adapun pembagian

kelompoknya yakni : Kontrol 1 (K1), Kontrol 2 (K2), Perlakuan 1 (P1), Perlakuan 2 (P2),

Serta Kontrol Sehat (KS). Adapun pembagian kelompok perlakuan adalah sebagai berikut : K

1: Kelompok kontrol, tikus terinduksi diabetes akibat pemberian STZ yang diinduksi lebih

lanjut dengan Lipopolisakarida dan hanya diberi larutan koloidal Na. CMC 0,5 %; K 2:

Kelompok kontrol positif, tikus terinduksi diabetes akibat pemberian STZ yang diinduksi

lebih lanjut dengan LPS dan hanya diberi simvastatin 10 mg/Kg. bb/hari (0,5 mL/hari); P1 :

Kelompok perlakuan 1, tikus terinduksi diabetes akibat pemberian STZ yang diinduksi lebih

lanjut dengan LPS dan mendapat ekstrak beras merah Lea 150 mg / Kg. bb hari (0,5

mL/hari); P2 : Kelompok perlakuan II, tikus terinduksi diabetes akibat pemberian STZ yang

diinduksi lebih lanjut dengan LPS dan mendapat mendapat ekstrak beras merah Lea 300 mg /

Kg. bb hari (0,5 mL/hari) dan Kelompok kontrol sehat, tikus yang tidak diinduksi dengan

STZ maupun LPS, dan hanya diberikan pellet sebagai makan serta larutan kloidal Na. CMC

0,5 %.

Penelitian yang berlangsung 1,5 bulan (6 minggu) dan setiap hari perlakuan diatas

dilaksanakan. Dilakukan pencatatan bobot badan tikus setiap minggu dan pada awal minggu

terakhir penelitian, tikus diambil darahnya dari vena pleksus mata dengan menggunakan

tabung mikrohematokrit.

Level glukosa didalam serum diukur menggunakan metode GOD-PAP (Glucose

Oksidase Phenol Aminoantipryn), fotometrik enzimatik. Pengukuran dilakukan lima kali,

yakni pada awal penelitian (sebelum induksi), setelah induksi dengan STZ, kemudian minggu

pertama, kedua dan ketiga penelitian. Darah yang Darah disentrifugasi dengan kecepatan

3000 rpm, setelah memisah terdapat bagian yang menggumpal dan bagian cairan yang

diambil adalah cairan beningnya (serum). Penggunaan serum disini untuk pengukuran Karena

bagian ini dapat ditembus cahaya, sedangkan bagian padatan tentu tidak dapat diukur dengan

Microlab 300. Karena prinsip dari Microlab 300 itu sendiri adalah spektroskopi yang dapat

mengukur larutan bening sehingga dapat ditembus oleh cahaya. Serum diambil sebanyak 10

µL ditambahkan reagen sebanyak 1000 µL, larutan blangko dibuat dengan mengambil

akuades (pelarut) sebanyak 10 µL ditambahkan reagen sebanyak 1000 µL, dibuat juga larutan

standar yang berisi reagen sebanyak 1000 µL dan 10 µL standar yang diambil dari larutan

stok (200 mg/dl) terakhir ketiga larutan ini dihomogenkan menggunakan vortex. Selanjutnya

larutan tersebut diinkubasi pada suhu kamar (24-30oC) selama 20 menit, hal ini maksudkan

supaya didapatkan hasil optimal di mana reagen dan serum bereaksi optimal. Setelah itu,

dilakukan pengukuran aktivitas serum dengan Microlab 300 pada panjang gelombang 546

nm.

Analisis statistic

Untuk menguji perbedaan kadar gula darah setelah diberikan pembeban glukosa dan

grup perlakuan digunakan analysis of variance (ANOVA) berpasangan dan bila terdapat

perbedaan yang bermakna maka dilanjutkan dengan analisis LSD. Tingkat kemaknaan yang

digunakan besarnya 0,05. Pengolahan dan analisis data menggunakan program SPSS 16.0.

HASIL

Hasil dari ekstraksi secara maserasi yaitu diperoleh 0,677 g dengan rendamen 3,380 %

untuk beras ketan kobok. Sedangkan untuk beras merah lea diperoleh ekstrak kental sebanyak

0,473 g dengan rendamen 2,332% (Tabel 1). Sedangkan untuk persen penurunan kadar

glukosa darah tikus putih (Rattus norvegicus) persentase kadar pada minggu ketiga

Kelompok P I sebesar -61.20±16.03% dan kelompok PII sebesar -70.53±2.94%, kelompok

negatif -13.34±7. 79%, dan kontrol sehat (normal) 1.42±0.78 (Tabel 2 dan Gambar 1).

PEMBAHASAN

Penelitian ini menemukan bahwa ekstrak merah (Lea) dapat menurunkan kadar

glukosa darah tikus putih (Rattus norvegicus) setelah dilakukan uji efektivitas secara in vivo

yang berlangsung kurang lebih 6 minggu dengan persiapannya. Tikus putih yang digunakan

dikondisikan terlebih dahulu dengan lingkungan sekitar. Selama penkondisian, semua tikus

diberi pakan pellet dan air minum ad-libitum. Pengukuran profil biokimia darah tikus level

glukosa menggunakan serum. Sampel darah diambil dari vena plexus mata dengan

menggunakan tabung mikrohematokrit. Perbandingan hasil pengukuran setelah diinduksi

dengan menggunakan STZ untuk mencapai kondisi DM, setelah 72 jam.

Adapun kondisi DM adalah tikus yang kadar glukosa darahnya diatas 200 mg/dl.

Pemberian STZ dengan dosis 35 mg/kg.BB secara intraperitonial untuk menginduksi

kerusakan pulau langerhans dan sel β pankreas menyebabkan kenaikan kadar glukosa diatas

300 mg/dl pada semua hewan coba kecuali kelompok kontrol sehat (100mg/dl). Hewan coba

kemudian dikelompokkan secara random berdasarkan kadar glukosa darah yakni : empat

kelompok perlakuan yang diinduksi STZ (Kontrol Positif dengan pembanding simvastatin,

Kontrol Negatif, Pelakuan I dan II untuk merah Lea), serta satu kelompok sehat.

Hasil perhitungan persentase kadar glukosa darah tikus putih (Rattus norvegicus) pada

minggu ketiga terlihat perbedaan yang jelas antar kelompok. Kelompok P I sebesar -

61.20±16.03% dan kelompok PII sebesar -70.53±2.94%. Persen penurunan kadar glukosa

darah kedua kelompok ini lebih rendah dari kadar kelompok negatif (-13.34±7. 79%), dan

kontrol sehat (normal) justru sedikit mengalami kenaikan sampai (1.42±0.78). Hal ini

menunjukkan kesesuain dengan teori bahwasanya kontrol negatif yang hanya diberikan

Na.CMC tidak memberikan efek pada perubahan kadar glukosa tikus dan pemberian ekstrak

beras merah secara bermakna menurunkan kadar glukosa darah tikus putih yang diinduksi

dengan STZ. Hal ini diduga disebabkan karena ekstrak beras merah dapat merangsang

pelepasan insulin pada sel yang tidak rusak sempurna. Efek penurunan kadar glukosa darah

diduga melalui perbaikan sel-sel beta pulau Langerhans oleh komponen ekstrak, karena

kandungan flavonoid dan antosianin juga bersifat antioksidan sehingga dapat melindungi

kerusakan sel-sel pankreas dari radikal bebas (Giusti dan Wrostlad, 2001). Penelitian

melaporkan bahwa beras berwarna banyak mengandung antosianin, flavonoid dan polifenol

lainnya (Moko et al., 2014; Yodmanee et al., 2011). Adanya kandungan yang sangat

bermanfaat dalam ekstrak beras merah, sehingga bisa dikembang sebagai neutraseutikal

(Tapas et al., 2008).

Uji statistik parametrik Anova satu arah yang dilakukan setelah uji distribusi data

normal dan homogenitas varian data, menunjukkan bahwa data memenuhi syarat untuk

dianalisis secara Anova. Hasil analisis Anova menunjukkan adanya pengaruh yang signifikan

pada minggu I,II dan III. Uji lanjutan ke LSD menunjukkan kontrol sehat berbeda nyata

pengaruhnya dengan kelompok negatif, dan keempat kelompok perlakuan dengan ekstrak

beras merah dengan nilai signifikansi < 0,05.

KESIMPULAN DAN SARAN

Kami menyimpulkan bahwa beras merah (lea) memilki aktivitas untuk menurunkan

kadar glukosa darah tikus yang diinduksi dengan STZ. Melihat potensi tersebut, maka

diharapkan ke depannya dapat ditentukan komponen kimia yang terkandung didalmnya dan

diformulasi menjadi sebuah produk neutrseutikal sehingga akan lebih bermanfaat dalam

pencegahan dan pengobatan diabetes mellitus di masyarakat.

DAFTAR PUSTAKA

Badan Penelitian dan Pengembangan Kesehatan Departemen Kesehatan RI. (2013). Laporan Riset Kesehatan Dasar, Depkes RI, 121-124

Di-Piro JT, Talbert RL, Yee GC, Matzke GR, Wells BG, Posey LM. (2011). Pharmacotherapy: A Pathophysiologic approach, 8th Edition, McGraw-Hill Companies, USA.

Giusti M.M dan Wrostald R.E. (2001). Characterization dan measurement of anthocyanin by UV-Visible spectroscopy.

Khan M.T.H., t al. (2002). Identification of pyrogallol as an antiprolifertive compound present in extracts from the medicinal plant Emblica medicinalis: effect on in-vitro cell growth of human tumor cell lines. International Journal of Oncology 20: 187-192.

Kobayashi T., et al. (2000). Mechanisms underlying the cronic pravastatin treatment-induced improvement in the impaired endothelium-depent aortic relaxation seen in streptozotocin-induced diabetic rats. British journal of pharmacology 131: 231-238

Koda-Kimble M.A. et al. (2009). Applied therapeutics: The Clinical use of drugs, 9th Edition, Lippincott Williams & Wilkins

Lee K.H., et al. (2000). Current perspectives on chinese medicines and dietary supplements in China, Japan and the United States. Journal of Food and Drug Analysis 8 (4): 219-228.

Maher, J.T. (2000). Alpha-lipoic acid and co-Q10 in diabetes mellitus. Natural Healing Track. Juli: 2-7.

Moko et al. (2014). Phytochemical content and antioxidant Properties of Colored and Noncolored Varietes Of Rice Bran From Minahasa, North Sulawesi, Indonesia . International food research journal, 21 (3) : 1017-1023.

Rowe A. p., et al. (2011). Shortterm hyperglikemia increase arterial superoxide production and iron dyregulation in atherosclerotic monkeys. Jmetabol. 2010.11.003

Saravanan G. and Pari L. (2003). Effect of cogent db, a herbal drug, on serum and tissue lipid metabolism in experimental hyperglycaemic rats. Diabetes, Obesity and Metabolism 5: 156–162

Silbernagl S. & Lang F. (2006). Teks & atla merah patofisologi. Jakarta : EGC Tapas A.R., Sakarkar D.M., and Kakde R.B. (2008). Flavonoids as nutraceuticals : A review.

tropical journal of pharmaceutical research. 7 (3) : 1089 – 1099. Yodmanee, S., et al. (2011). Physical, Chemical and antioxidant properties of pigmented rice

grown in Southern Thailand. International food research journal, 18 (3) : 901-906

Tabel 1. Data Persen Rendamen Ekstrak Beras Merah

Sampel Bobot ekstrak (g) Bobot sampal (g) Rendamen (% b/b)

Beras Lea 0.473

20.362

2.322

Tabel 2. Persentase Selisih Glukosa Darah Tikus setelah Perlakuan

Perlakuan Persentase Selisih Glukosa Darah Tikus setelah Perlakuan

Minggu I Minggu II Minggu III

KS (kontrol sehat) -19,75±9,02 -13,90 ±1,71 1,42±0,78

KI (kontrol Negatif) 29,80±15,84 5,28±11,78 -13,34±7,79

KII (Kontrol Positif) 1,35±9,97 -7,18±3,71 -95,66±0,02

PI (Pemberian Beras lea 150 mg /hari 2,38±22,24 -9,84±4,39 -61,20±16,03

PII (Pemberian Beras Lea 300 mg /hari -65,98±1,31 -71,66±7,22 -70,53±2,94

Nilai adalah rata-rata tiga kali pengukuran ± standar deviasi (SD) Hasil Olah Data 2014

E

Gambar 1. Histogram Profil Glukosa Darah Setelah Perlakuan

-120,00

-100,00

-80,00

-60,00

-40,00

-20,00

0,00

20,00

40,00

Normal Negatif Control Positif ControlLea 150

mg/Kg.BBLea 300

mg/Kg.BB

Pers

enta

se K

adar

Glu

kosa

Week I Week II Week III