Aktivitas penurunan kadar glukosa darah ekstrak etanol buah

P ro sid ing Sem ina r Na siona l & Wo rkshop “Pe rkemba ngan Te rki ni Sa in s Fa rma si & K l in i k 5” | Padang , 6 -7 No vembe r 2015
Aktivitas penurunan kadar glukosa darah ekstrak etanol buah
mengkudu (Morinda citrifolia L.) pada tikus yang diiinduksi
streptozotosin
(Blood glucose reduction activity of mengkudu (Morindacitrifolia L.) fruit ethanolic
extract on streptozotocin induced rat)
Khoerul Anwar1*; Sudarsono2; & Agung Endro Nugroho2
1Program
2Fakultas
Studi Farmasi Universitas Lambung Mangkurat Banjarbaru Kalsel
Farmasi Universitas Gadjah Mada Jogjakarta
*Corresponding email: [email protected]
ABSTRAK
Buah mengkudu (Morinda citrifolia L.) secara empiris digunakan oleh masyarakat untuk pengobatan
diabetes mellitus. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui aktivitas ekstrak etanol buah mengkudu
terhadap penurunan kadar glukosa darah tikus yang diinduksi streptozotosin (STZ). Serbuk kering buah
mengkudu diekstraksi dengan metode maserasi menggunakan pelarut etanol 70%. Tikus umur 2 hari
diinduksi STZ 90 mg/kgBB i.p. Pada hari ke-90 tikus yang telah hiperglikemik dikelompokkan menjadi 5
kelompok, yaitu kontrol negatif, kontrol positif, dosis I, dosis II, dan dosis III. Kelompok kontrol negatif
diberi perlakuan Na-CMC 0,5% p.o sekali sehari, kontrol positif diberi glibenklamid 4,5 mg/kgBB p.o
sekali sehari, dosis I, II, dan III diberi ekstrak etanol buah mengkudu (EEBM) dengan dosis berturut-turut
250, 500, dan 750 mg/kgBB p.o sekali sehari. Kadar glukosa darah preprandial dan postprandial diukur
pada hari ke-0, 7, dan 14 setelah perlakuan. Hasil analisis statistik dengan SPSS menunjukkan adanya
perbedaan yang signifikan di antara kelompok kontrol negatif dengan control positif, dosis I, II, dan III
yang menunjukkan bahwa ekstrak etanol buah mengkudu mempunyai efek hipoglikemik.
Kata Kunci: kadar glukosa darah, ekstrak etanol mengkudu, streptozotosin, tikus
PENDAHULUAN
yang disebabkan oleh sekresi insulin abnormal
Diabetes mellitus (DM) merupakan
penyakit
atau
gangguan
dan resistensi terhadap kerja insulin karena
metabolisme
kurangnya reseptor insulin pada organ target
karbohidrat, lipid dan protein yang ditandai
sehingga terjadi defek relatif pankreas untuk
oleh hiperglikemia (kadar glukosa darah yang
mensekresi
tinggi) karena kurangnya sekresi insulin, aksi
Association, 2012).
insulin, atau keduanya (WHO, 1999). Diabetes
insulin
Patogenesis
(American
DM
yang
Diabetes
komplek
mellitus tipe 2 terjadi pada 90-95% dari semua
memerlukan pendekatan terapi multi modal
kasus DM. Karakteristik utama tipe ini adalah
dengan kombinasi dari beberapa obat sehingga
resistensi insulin dan sekresi insulin yang relatif
resiko terjadinya efek samping dan biaya
kurang, dan semakin lama akan menurun secara
pengobatan meningkat (Ramachandran et al.,
progresif. Kadar insulin normal atau meningkat
2010). Pengobatan komplementer untuk DM
225
P ro sid ing Sem ina r Na siona l & Wo rkshop “Pe rkemba ngan Te rki ni Sa in s Fa rma si & K l in i k 5” | Padang , 6 -7 No vembe r 2015
menggunakan tanaman obat menjadi solusi
METODE PENELITIAN
yang dipilih sebagai alternatif. Buah mengkudu
Alat
secara tradisional digunakan untuk pengobatan
Alat yang digunakan, yaitu oven, mesin
DM. Mengkudu dibawa oleh bangsa Polinesia ke
penyerbuk, bejana maserasi, penangas air,
Asia Tenggara sekitar 2000 tahun yang lalu, dan
pengaduk, corong, alkohol meter, desikator,
penggunaannya sebagai tanaman obat meluas
cawan porselin, alat-alat gelas, timbangan untuk
sampai ke Asia Selatan, Australia Timur Laut,
tikus
dan Karibia (Pawlus & Kinghorn, 2007).
microhaematocrit tube, microtube, vortex mixer
Beberapa penelitian terkait aktivitas
antidiabetes
mengkudu
telah
dilakukan.
Penelitian Adnyana et al. (2004) melaporkan
bahwa
ekstrak
menunjukkan
etanol
aktivitas
buah
(Ohaus),
spuit
injeksi,
sonde,
(VM3000), sentrifuge, mikro pipet (Socorex),
dan spektrofotometer vitalab mikro (Microlab
300).
mengkudu
penurunan
kadar
Bahan
glukosa darah yang bermakna pada mencit
Buah mengkudu diperoleh dari Mlati,
diabetes yang diinduksi aloksan. Ekstrak etanol
Sleman, DIY pada bulan Desember 2014. Bahan
mengkudu dapat memperbaiki fungsi ginjal
untuk induksi, yaitu streptozotosin dibeli dari
diabetes nefropati melalui penurunan gula
Sigma Chemical Co. (St.Louis, MO, USA).Kit GOD-
darah, jumlah neutrofil dan fibronektin gula
PAP dengan glukosaoksidase 4-aminoantipyrine
darah pada tikus DM (Kustarini et al., 2012).
(DiaSys, Diagnostic Systems GmbH, Holzheim,
Mengkudu
efek
Germany). Bahan lain yang digunakan, yaitu
hipolipidemik (Hadijah et al., 2008) dan
glibenklamid (pharmaceutical grade diperoleh
mengurangi akumulasi lipid di hati dengan
dari PT. PhaprosTbk. Semarang), Na-CMC, dan
meningkatkan metabolisme lipid (Nayak et al.,
glukosa diperoleh dari E. Merck, Darmstadt,
2010).
Germany. Cairan penyari yang digunakan untuk
juga
Penelitian
dilaporkan
ini
memiliki
menggunakan
model
hewan uji tikus neonatal streptozotocin-induced
ekstraksi, yaitu etanol 70% kualitas teknis yang
diperoleh dari PT Bratachem.
type 2 diabetes mellitus. Induksi dilakukan
terhadap tikus neonatal yang berumur 2 hari
(tikus n-STZ). Streptozotosin merupakan toksin
yang spesifik terhadap sel β pankreas dan dapat
menyebabkan DM pada banyak hewan uji. Tikus
umur 2 hari mempunyai daya regenerasi sel β
pankreas yang bagus. Dosis streptozotosin yang
digunakan dimaksudkan untuk menyebabkan
kerusakan pada sebagian sel β pankreas
sehingga akan terjadi kondisi DM tipe 2 yang
sedang ketika tikus dewasa (Arulmozhi et al.,
2004).
Penyiapan ekstrak etanol buah mengkudu
(EEBM)
Buah mengkudu dideterminasi di Bagian Biologi
Farmasi Universitas Gadjah Mada Yogyakarta.
Buah mengkudu diiris tipis, dikeringkan dalam
oven dengan pengaturan suhu < 60°C hingga
didapatkan simplisia kering buah mengkudu.
Setelah kering, simplisia diserbuk dengan mesin
penyerbuk dan diayak dengan ayakan ukuran
20 Mesh. Serbuk buah mengkudu (1,1 kg)
diekstraksi
dengan
metode
maserasi
menggunakan etanol 70% selama 24 jam.
226
P ro sid ing Sem ina r Na siona l & Wo rkshop “Pe rkemba ngan Te rki ni Sa in s Fa rma si & K l in i k 5” | Padang , 6 -7 No vembe r 2015
Setelah 2 kali remaserasi, filtrat digabung dan
diuapkan sehingga didapatkan ekstrak kental.
Semua data penelitian disajikan sebagai
rata-rata+standard error of mean (SEM). Data
kemudian dianalisis dengan ANOVA diikuti uji
Penyiapan
tikus
hipoglikemik
dengan
induksi streptozotosin
Post hoc least significant difference (LSD). Nilai
P<0,05 menunjukkan adanya perbedaan yang
Tikus neonatal umur 2 hari diinduksi
signifikan.
secara intraperitonial dengan streptozotosin
dosis 90 mg/kgBB yang dilarutkan dalam buffer
HASIL DAN DISKUSI
sitrat (PH 4,3). Tikus disapih setelah umur 4
Ekstraksi buah mengkudu
minggu. Pada umur 12 minggu, tikus diukur
Simplisia kering buah mengkudu yang
kadar glukosa darahnya. Selama penelitian,
digunakan dalam pembuatan ekstrak etanol
tikus ditempatkan dalam kandang dengan suhu
buah mengkudu sebanyak 1100 g dengan etanol
ruang sekitar 25+1°C, kelembaban relatif 45%-
70% sebagai pelarut sebanyak 11 L . Ekstrak
55%, siklus 12 jam gelap: 12 jam terang. Tikus
etanol buah mengkudu yang dihasilkan dalam
diberi makan pelet (Comfeed, Indonesia) dan
penelitian ini adalah sebanyak 214,39 gram
minum air (Pure It®) secukupnya. Penelitian ini
(rendemen
telah mendapatkan keterangan kelaikan etik
ekstrak etanol buah mengkudu berwarna coklat
(ethical
tua, berbau khas mengkudu, dan rasa getir.
clearance)
Nomor
241/KEC-
19,49%).
Secara
LPPTIV/2015 dari komisi ethical clearance
Mengkudu
untuk
Laboratorium
disebabkan kandungan asam butirat, yang akan
Penelitian dan Pengujian Terpadu Universitas
semakin naik kadarnya dan semakin kuat
Gadjah Mada (LPPT UGM) Yogyakarta.
baunya seiring matangnya buah (McClatchey,
penelitian
praklinik
mempunyai
makroskopik,
bau
khas
yang
2002). Bau khas buah mengkudu tersebut sama
Uji aktivitas hipoglikemik ekstrak etanol
ketika
mengkudu
dalam
buah mengkudu (EEBM)
maupun ekstrak kental.
bentuk
simplisia
Tikus yang telah hipoglikemik dibagi
menjadi 5 kelompok (n=3). Kelompok I (Na-CMC
0,5%),
kelompok
II
(Glibenklamid
Pembuatan tikus hipoglikemik
4,5
Penelitian
ini
menggunakan
model
mg/kgBB), kelompok III (EEBM 250 m/kgBB),
hewan uji tikus neonatal streptozotocin-induced
kelompok IV (EEBM 500 mg/kgBB), kelompok V
type 2 diabetes mellitus. Induksi dilakukan
(EEBM 750 mg/kgBB). Semua diberi perlakuan
terhadap tikus neonatal yang berumur 2 hari
sekali sehari peroral selama 14 hari berturut-
(tikus n-STZ) menggunakan streptozotosin dosis
turut. Tikus normal (n=3) tanpa perlakuan
90 mg/kgBB i.p single dose. Hasil uji Independent
digunakan sebagai kelompok kontrol normal.
Sample T-Test menunjukkan bahwa kadar
Kadar
glukosa
glukosa
darah
preprandial
dan
darah
preprandial
(206,29+6,69
setelah perlakuan.
(95,43+3,46 mg/dL) memiliki perbedaan yang
Analisis Statistik
(p<0,05).
dan
Kadar
tikus
n-STZ
postprandial diukur pada hari ke-0, 7, dan 14
bermakna
mg/dL)
tikus
glukosa
normal
darah
postprandial tikus n-STZ (244,74+8,77 mg/dL)
juga berbeda bermakna dibandingkan tikus
227
P ro sid ing Sem ina r Na siona l & Wo rkshop “Pe rkemba ngan Te rki ni Sa in s Fa rma si & K l in i k 5” | Padang , 6 -7 No vembe r 2015
normal
(121,83+8,82
Menurut
disebabkan nekrosis yang spesifik pada sel β
Setiawan (2013), tikus mengalami kondisi
pankreas (Lenzen, 2008). Streptozotosin dapat
hiperglikemik jika kadar glukosa darahnya lebih
merusak sel β pankreas melalui dua cara yaitu
1,5 kali dibandingkan kadar glukosa darah
alkilasi DNA melalui gugus alkilnya dan bekerja
kontrol.
1)
sebagai donor nitric oxyde (NO) yang akan
menunjukkan kadar glukosa darah tikus n-STZ
menambah jumlah NO di pankreas. Nitric oxyde
lebih dari 1,5 kali tikus normal, sehingga bisa
yang berlebih ini akan bereaksi dengan radikal
disimpulkan sudah terjadi kondisi hipoglikemik.
superokso membentuk peroksinitrit yang toksik
Hasil
mg/dL).
penelitian
(Gambar
terhadap sel β pankreas (Szkudelski, 2001).
Pembuatan tikus hipoglikemik
Penelitian
ini
menggunakan
model
hewan uji tikus neonatal streptozotocin-induced
Penurunan kadar glukosa darah ekstrak
etanol mengkudu pada tikus hipoglikemik
type 2 diabetes mellitus. Induksi dilakukan
Pengukuran kadar glukosa preprandial
terhadap tikus neonatal yang berumur 2 hari
(setelah tikus dipuasakan 12 jam) pada hari ke-
(tikus n-STZ) menggunakan streptozotosin dosis
7 dan 14 menunjukkan adanya penurunan kadar
90 mg/kgBB i.p single dose. Hasil uji Independent
glukosa darah pada kelompok kontrol positif
Sample T-Test menunjukkan bahwa kadar
dan kelompok perlakuan EEBM yang berbeda
glukosa
n-STZ
bermakna dibanding hari ke-0 (Gambar 2).
normal
Penurunan tersebut sebanding dengan dosis
(95,43+3,46 mg/dL) memiliki perbedaan yang
EEBM yang diberikan. Kelompok yang diberi
bermakna
EEBM 750 mg/kgBB menunjukkan penurunan
darah
(206,29+6,69
preprandial
mg/dL)
(p<0,05).
dan
Kadar
tikus
tikus
glukosa
darah
postprandial tikus n-STZ (244,74+8,77 mg/dL)
kadar
juga berbeda bermakna dibandingkan tikus
dibandingkan dosis lain, yaitu pada hari ke-7
normal
sebesar 19,85 dan hari ke-14 sebesar 35,04%.
(121,83+8,82
mg/dL).
Menurut
Setiawan (2013), tikus mengalami kondisi
glukosa
Kadar
preprandial
glukosa
darah
tertinggi
postprandial
hiperglikemik jika kadar glukosa darahnya lebih
diukur 2 jam setelah tikus dibebani glukosa 1,75
1,5 kali dibandingkan kadar glukosa darah
g/kgBB peroral. Hasil pengukuran pada hari ke-
kontrol.
1)
7 dan 14 pada kelompok kontrol positif yang
menunjukkan kadar glukosa darah tikus n-STZ
diberi glibenklamid dan kelompok yang diberi
lebih dari 1,5 kali tikus normal, sehingga bisa
perlakuan EEBM menunjukkan perbedaan yang
disimpulkan sudah terjadi kondisi hipoglikemik.
signifikan dibandingkan kadar glukosa darah
Streptozotosin (2-deoksi-2-(3-(metil-3-
postprandial hari ke-0 (Gambar 3). Kelompok
Hasil
penelitian
nitrosoureido)-D-glukopira-nosa)
(Gambar
merupakan
yang diberi EEBM 750 mg/kgBB memberikan
antimikroba yang diperoleh dari Streptomycetes
penurunan kadar glukosa darah postprandial
achromogenes dan digunakan juga sebagai agen
tertinggi dibandingkan kelompok dosis EEBM
kemoterapi.
diabetogenik,
yang lain, yaitu pada hari ke-7 sebesar 18,71
streptozotosin digunakan untuk induksi hewan
dan hari ke-14 sebesar 36,01% dibandingkan
percobaan diabetes baik IDDM, maupun NIDDM
hari ke-0.
Sebagai
(Lenzen, 2008; Nugroho, 2006; Rees & Alcolado,
2005). Diabetes karena induksi streptozotosin
Aktivitas
hipoglikemik
EEBM
diperkirakan karena mengkudu meningkatkan
228
P ro sid ing Sem ina r Na siona l & Wo rkshop “Pe rkemba ngan Te rki ni Sa in s Fa rma si & K l in i k 5” | Padang , 6 -7 No vembe r 2015
aksi insulin secara langsung atau meningkatkan
dan fibronektin gula darah pada tikus DM
sesnsitivitas jaringan perifer terhadap insulin.
(Kustarini
Menurut Nayak & Mengi (2010), mengkudu
merupakan senyawa identitas buah mengkudu
menurunkan kadar glukosa darah dengan
memberikan penurunan kadar glukosa darah
menstimulasi sekresi insulin dan mengurangi
dan kadar lipid yang signifikan dibandingkan
absorbsi nutrisi ke peredaran darah. Pada hari
glimepirid (Verma et al., 2013). Skopoletin
ke-7 regenerasi sel β pankreas oleh ekstrak
mempunyai
etanolik mengkudu masih rendah sehingga
menangkap anion superoksida pada sistem
sekresi insulin masih rendah, dan kadar glukosa
reaksi xantin/ xantin oksidase dan mempunyai
darah masih tinggi. Regenerasi sel β pankreas
aktivitas
sudah mulai meningkat pada hari ke-14
hipolipidemik, dan hipoglikemik (Verma et al.,
sehingga kadar glukosa darah mulai turun
2013). Semua kandungan aktif mengkudu
karena sekresi insulin sudah tinggi. Mengkudu
bekerja sinergis dalam menimbulkan efek
juga dilaporkan memiliki efek hipolipidemik
antioksidan
(Hadijah
mengurangi
Subramanian, 2009). Kandungan polisakarida
akumulasi lipid di hati dengan meningkatkan
dalam buah mengkudu juga menunjukkan efek
metabolisme lipid (Nayak et al., 2010).
imunostimulan baik humoral maupun seluler
et
al.,
2008)
dan
Ekstrak etanol mengkudu juga dapat
memperbaiki fungsi ginjal diabetes nefropati
sehingga
et
al., 2012).
sifat
Skopoletin
antioksidan
hipotensif,
dan
bisa
dengan
antidepresan,
hipoglikemik
meningkatkan
yang
(Rao
sistem
&
imun
(Nayak & Mengi, 2010).
melalui penurunan gula darah, jumlah neutrofil
*
*
Gambar 1. Kadar glukosa darah preprandial dan postprandial tikus normal dan tikus n-STZ. Data
disajikan rata-rata+SEM (n=3-18). *Hasil uji Independent Sample T-Test menujukkan
perbedaan bermakna dibandingkan kelompok tikus normal (p<0,05)
229
P ro sid ing Sem ina r Na siona l & Wo rkshop “Pe rkemba ngan Te rki ni Sa in s Fa rma si & K l in i k 5” | Padang , 6 -7 No vembe r 2015
*
*
*
*
*
*
*
Gambar 2. Kadar glukosa darah pre-prandial (mg/dL) tikus kelompok normal dan kelompok perlakuan.
Data disajikan dalam nilai rata-rata±SEM (n=3). *Hasil paired sample T-test menunjukkan
adanya perbedaan yang bermakna dengan data hari ke-0 (p<0,05)
*
*
*
*
*
*
*
Gambar 3. Kadar glukosa darah post-prandial (mg/dL) tikus kelompok normal dan kelompok perlakuan.
Data disajikan dalam nilai rata-rata±SEM (n=3). *Hasil paired sample T-test menunjukkan
adanya perbedaan yang bermakna dengan data hari ke-0 (p<0,05)
KESIMPULAN
hari memberikan efek penurunan glukosa darah
Ekstrak etanol buah mengkudu memberikan
yang tertinggi, yaitu menurunkan kadar glukosa
penurunan kadar glukosa darah preprandial dan
darah preprandial tikus sebesar 35,04% dan
postprandial
postprandial sebesar 36,01%.
secara
signifikan
(p<0,05).
Pemberian EEBM dosis 750 mg/kgBB selama 14
230
P ro sid ing Sem ina r Na siona l & Wo rkshop “Pe rkemba ngan Te rki ni Sa in s Fa rma si & K l in i k 5” | Padang , 6 -7 No vembe r 2015
DAFTAR PUSTAKA
Adnyana, I.K., Yulinah, E., Soemardji, A.A., Kumolosasi,
E., Iwo, M.I., Sigit, J.I., & Suwendar. (2004). Uji
aktivitas antidiabetes ekstrak etanol buah
mengkudu
(Morinda
citrifolia
L.).
Acta
pharmaceutica indonesia, XXIX(2), 43-49.
American Diabetes Association. (2012). Diagnosis and
classification of diabetes mellitus. Diabetes care,
35(1): S64-S71.
Arulmozhi, D., Veeranjayenulu, A., & Bodhankar, S.
(2004). Neonatal streptozotocin-induced rat model
of type 2 diabetes mellitus: A glance. Indian journal
of pharmacology, 36(4): 217-221.
Hadijah, H., Ayub, M.Y., Zaridah, H., & Normah, A.
(2008). Hypolipidemic activity of an aqueous extract
of Morinda citrifolia fruit in normal and
streptozotocin-induced diabetic rats. J Trop Agric
and Fd Sc, 36(1), 77-85.
Kustarini, I., Dewi, S.S., & Ika, P.M. (2012). Efek ekstrak
etanol Morinda citrifolia L (mengkudu) terhadap
kadar gula darah, jumlah neutrofil, dan fibronektin
glomerulus tikus diabetes mellitus. Media medika
indonesiana, 46(3), 178-183.
Lenzen, S. (2008). The mechanisms of alloxan- and
streptozotocin-induced diabetes. Diabetologia,
51(2), 216-226.
McClatchey, W. (2002). From Polynesian healers to
health food stores: Changing perspectives of
Morinda citrifolia (Rubiaceae). Integrative cancer
therapies, 1(2), 110-120.
Nayak, B.S., Marshall, J.R., Isitor, G., & Adogwa, A.
(2010). Hypoglycemic and hepatoprotective activity
of fermented fruit juice of Morinda citrifolia (Noni) in
diabetic rats. Evidence-based complementary and
alternative medicine, 2011: e875293.
Nayak, S. & Mengi, S. (2010). Immunostimulant activity
of noni (Morinda citrifolia) on T and B lymphocytes.
Pharmaceutical biology, 48(7), 724-731.
Nugroho, A.E. (2006). Hewan percobaan diabetes
mellitus : Patologi dan mekanisme aksi
diabetogenik. Biodiversitas, 7(4), 378-382.
Pawlus, A.D. & Kinghorn, A.D. (2007). Review of the
ethnobotany, chemistry, biological activity and
safety of the botanical dietary supplement Morinda
citrifolia (Noni). Journal of pharmacy and
pharmacology, 59(12), 1587-1609.
Ramachandran, A., Das, A., Joshi, S., Yajnik, C., Shah,
S., & Kumar, K. (2010). Current status of diabetes in
India and need for novel therapeutic agents. Journal
of the association of physicians of India, 58(7), 7-9.
Rao, U.S.M. & Subramanian, S. (2009). Biochemical
evaluation of antihyperglycemic and antioxidative
effects of Morinda citrifolia fruit extract studied in
streptozotocin-induced diabetic rats. Medicinal
chemistry research, 18(6), 433-446.
Rees, D.A. & Alcolado, J.C. (2005). Animal models of
diabetes mellitus. Diabetic medicine, 22(4), 359370.
Setiawan, I. (2013). Efek anti diabetes kombinasi ekstrak
terpurifikasi herba sambiloto (Andrographis
paniculata (Burm.f.) Nees) dan glibenklamid pada
Tikus DM tipe 2 defisiensi insulin. Tesis. M.Sc.
Fakultas Farmasi, Universitas Gadjah Mada,
Yogyakarta.
Szkudelski, T. (2001). The mechanism of alloxan and
streptozotocin action in B cells of the rat pancreas.
Physiological research/ academia scientiarum
bohemoslovaca, 50, 537-546.
Verma, A., Dewangan, P., Disha, K., & Kela, S.P. (2013).
Hypoglycemic and hypolipidemic activity of
scopoletin (coumarin derivative) in streptozotocin
induced diabetic rats. International journal of
pharmaceutical sciences review & researh, 22(1),
79-83.
World Health Organization, (1999). Definition, diagnosis
and classification of diabetes mellitus and its
complications: Report of a WHO consultation. part
1. Diagnosis and classification of diabetes mellitus.
World Health Organization, Department of
Noncommunicable Disease Surveillance, Geneva.
231