Efek Ekstrak Temulawak (Curcuma xanthorrhiza

Efek Ekstrak Temulawak
(Curcuma xanthorrhiza Roxb.) terhadap
Proliperasi dan Diferensiasi Sel Otak Besar
Anak Tikus Berumur 3 Hari in vitro
Min Rahminiwati
Ita Djuwita
Yunita Ardini
Latifah K Darusman
Pusat Study Biopharmaka
Bagian Farmakologi
Bagian Embriologi
Departemen Anatomi
Fisiologi dan Farmakologi
Fakultas Kedokteran Hewan
Institut Pertanian Bogor
Background
Sel otak berperan dalam
mengontrol perilaku, tumbuh
kembang, reproduksi manusia
dan hewan
Komposisi otak : saraf dan
sel glial (90 %)
Bentuk sel glia:
ependym
Microglia cell
Oligodendroglia,
dan Astroglia.
• Sel glia : sel penunjang yang berfungsi
melindungi, merawat, dan sumber
nutrisi sel saraf.
• Astrosit
▫ mempertahankan sirkulasi darah di
otak, mengatur kadar ion dan nutrien,
memperbaiki dan mencegah jaringan
saraf dari kerusakan
• Oligodendrosit
▫ melapisi akson dengan menghasilkan
myelin.
• Sel Ependimal :
▫ produksi cairan cerebrospinal
• Mikroglia
▫ fagositosis terhadapi sel-sel otak
yang mati, bakteri..
Perubahan yang terjadi
pada penyakit Alzheimer
Kematian sel-sel saraf
dapat menyebabkan
kelemahan memori
(Colville & Bassert 2002),
Illustration by Bob Morreale, provided courtesy of the American Health
Assistance Foundation
Dokumentasi :http://www.ahaf.org/alzheimers/about/understanding/brain-nerve-cells.html
Sel Saraf
Degenerasi akson dapat menghambat penyaluran impuls
(Messonnier 2002).
Temulawak
(Curcuma xanthorrhiza)
Aktivitas Farmakologi
Kurkumin
• antiinflamasi
Kurkumin
• melindungi sel saraf dari
kerusakan dan kematian sel pada
tikus tua (Kim et al 2004)
Kurkumin
• menginduksi terjadinya proliperasi
sel progenitor hipokampus otak
tikus dewasa
Xanthorrhizole
• antiproliferasi pada sel kanker
payudara, sel normal hati dan sel
normal ginjal
• (Cheah et al. 2006)Handayani 2008)
Sel saraf
•
• Mikroglia yang teraktivasi akan
mengeluarkan mediator kimia
peradangan dan faktor
neurotoksik
• Peranan dari mikroglia adalah
meningkatkan efek peradangan
dan memperantarai degenerasi
selular serta melindungi sel otak.
• Kerusakan saraf terjadi karena
adanya inflamasi.
Sel Mikroglial
Faktor Neurotoxik
Temulawak
Faktor Inflamasi
Degenerasi sel saraf
Alzheimer ‘s
• Kurkumin menghambat enzim tirosinase. (Hong
et al. 1999) yang berperan penting dalam
mengatur pertumbuhan dan diferensiasi sel.
• Sel saraf dan sel glia diketahui sama-sama
memiliki enzim tirosin kinase
Tujuan Penelitian
• Pengaruh ekstrak rimpang temulawak
terhadap sel normal otak besar (Cerebrum )
anak tikus ?
• Cerebrum :
▫ menginterpretasikan informasi sensoris
▫ menginisiasi rangsangan pada otot rangka
▫ mengintegrasikan aktivitas sel saraf yang
berhubungan dengan komunikasi, ekspresi respon
emosional, belajar, memori, daya ingat, dan
kebiasaan lainnya yang dilakukan secara sadar
(Colville & Bassert 2002).
Tempat Penelitian
Tempat
• Laboratorium Embriologi, dan Laboratorium
Farmakologi.Departemen Anatomi, Fisiologi,
dan Farmakologi,Fakultas Kedokteran Hewan
Institut Pertanian Bogor
1. Alat
2.Bahan
Bahan : Ekstrak air Temulawak yang
diperoleh dengan cara maserasi
3. Metoda Penelitian
Isolasi sel otak
anak tikus umur 3
hari (New born
Sprague Dawley
rat)
suspensi
secara
homogen
dalam PBS
Pencucian
suspensi
dengan mPBS
dan mDMEM
DMEM
diperkaya
dengan 10%
NEAA,
NBCS, 50
µg/ml
gentamycine
sentrifuse
Cawan petri dilapisi gelatin 0.1 %
Pengamatan
dicuci dengan
PBS. Solitarisasi
sel dengan
tripsin 0,1%
Inkubasi dalam
5% CO2
inkubator, pada
37oC, selama 6
hari
Suspensi sel 6,5x104
sel/mL dimasukkan ke
dalam cawan petri
berisi mDMEM dan
perlakuan sebanyak
100 µL/petri
Evaluasi Hasil Kultur Sel Saraf
Tingkat Proliferasi Berdasarkan Population Doubling Time (PDT)
Komposisi Jumlah Sel Glia dan Sel Saraf
Pertumbuhan Panjang Akson dan Dendrit
Tingkat Proliferasi Berdasarkan PDT
• Tingkat Proliferasi  menghitung jumlah sel pada saat
sebelum dikultur dan setelah kultur hari keenam.
• Total sel (sel/mL) = jumlah sel pada 5 kotak x faktor
pengenceran x 104
• PDT (hari) =
1
•
(log jumlah sel akhir-log jumlah sel awal)x 3,32
Waktu
Differensial Sel untuk Menentukan Sel
Saraf dan Sel Glia
Cover glass
dicuci PBS
eosin
5 menit
Aquades
5 menit
fiksasi Buffer
paraformaldehid
4%
aquades
5 menit
Alkohol
bertingkat
simpan dalam
alkohol 70%
hematoxilin
10 menit
Xylol
rendam alkohol
50%  3 menit
rendam aquades
5 menit
Penempelan
cover glas
Pengamatan
sel
Panjang Akson dan Dendrit
Kultur sel saraf difoto sebanyak 4
lapang pandang dengan
perbesaran 10x10
 Panjang akson dan dendrit
diukur menggunakan perangkat
lunak komputer
Rancangan Percobaan
• Perlakuan :
• Kontrol Positif : mDMEM+Asiaticoside 30µg/mL
• Kontrol negatif : mDMEM
• Konsentrasi 1 : mDMEM+CZ 100 ppm
• Konsentrasi 2 : mDMEM+CZ 200 ppm
• Konsentrasi 3 : mDMEM+CZ 400 ppm
• Parameter :
• PDT
• jumlah sel glia dan sel saraf
• panjang akson dan dendrit
Analisis Data
• Data yang diperoleh dianalisa dengan
Anova dan Duncan
HASIL DAN
PEMBAHASAN
Tingkat Proliferasi Berdasarkan
Population Doubling Time (PDT)
Tabel 1 Tingkat proliferasi sel saraf
PDT (Population Doubling Time) (hari)
Kontrol
positif
Kontrol
negatif
Konsentrasi CZ
100 ppm
200 ppm
400 ppm
3,27 ± 0,26a
3,78 ± 0,51a
4,39 ± 0,52b
5,15 ± 0,99b
6,62 ± 0,57c
Huruf superscript yang berbeda pada baris yang sama menunjukkan adanya perbedaan
nyata (P<0.05).
Keterangan : Kontrol positif (mDMEM+AC 30µg/mL; Kontrol negatif (mDMEM); Konsentrasi
1 (mDMEM+CZ 100 ppm); Konsentrasi 2 (mDMEM+CZ 200 ppm); Konsentrasi 3
(mDMEM+CZ 400 ppm)
Komposisi Jumlah Sel Glia dan Sel Saraf
Tabel 2 Persentase sel saraf dan sel glia pada masing-masing perlakuan
Jenis sel
Kontrol positif
Kontrol
negatif
Konsentrasi CZ
100 ppm
200 ppm
400 ppm
Sel saraf 69,03 ± 3,47-c 47,20 ± 9,96b 45,11 ± 2,44ab 36,18 ± 0,20a 37,25 ± 4,43a
Sel glia
30,97 ± 3,47a
52,80 ± 9,96b 54,88 ± 2,44bc 63,81 ± 0,20c 62,75 ± 4,43c
Pertumbuhan Panjang Akson dan Dendrit
Tabel 3 Panjang akson dan dendrit pada masing-masing perlakuan (µm)
Kontrol
positif
Kontrol
negatif
Konsentrasi CZ
CZ 100 ppm
CZ 200 ppm
Akson
19,78 ± 4,25ab
18,44 ± 2,99a
18,72 ± 1,50 a
17,78 ± 1,79 a 20,90 ± 0,01b
Dendrit
10,07 ± 2,04 a
10,93 ± 1,04a
10,35 ± 2,25a
11,66 ± 4,07 b 13,81 ± 0,64b
CZ 400 ppm
Huruf superscript yang berbeda pada baris yang sama menunjukkan adanya
perbedaan nyata (P<0.05).
• Semakin panjang dan semakin banyak jumlah
dendrit maka semakin besar kemungkinan
untuk terjadinya sinaps dengan sel saraf yang
lain. Dengan semakin banyaknya sinaps, maka
kemampuan otak untuk menampung informasi
menjadi lebih besar (Affari 2011).
Kesimpulan
Ekstrak rimpang temulawak memiliki
efek memperlambat proliferasi selsel otak besar secara nyata pada
konsentrasi mulai100 ppm, tetapi
meningkatkan pertumbuhan sel glia
pada konsentrasi mulai 200 ppm,
panjang akson dan dendrit pada
konsentrasi 400 ppm.
References
•
•
•
•
•
•
•
Ahmed, T., and A.H Gilani.2009. Inhibitory effect of curcuminoids on acetylcholinesterase activity and
attenuation of scopolamine-induced amnesia may explain medicinal use of turmeric in Alzheimer's
disease. Pharmacology, Biochemistry and Behavior 91 :554–559
Sarah Perkins, S. et al. 2002. Chemopreventive Efficacy and Pharmacokinetics of Curcumin in the
Min/ Mouse, a Model of Familial Adenomatous Polyposis1. Cancer Epidemiology, Biomarkers &
Prevention. Vol. 11, 535–540.
HSIUNG PAN, M., TM. HUANG, and JK.LIN. 1998. Drug Metabolism and Disposition.
Biotransformation of curcumin through Reducton and Glucuronidation in Mice. (. 27 ) 1 : 486—494.
Hermann P. T,. Ammon and M A. Wahi‘.1991. . Pharmacology of Curcuma longa. Planta Med. 57 : 1-7
GL Wenk. 2006. Neuropathologic Changes in Alzheimer's Disease: Potential Targets for Treatment. J
Clin Psychiatry 67: 3-7.
DS Woodruff-Pak, TJ Gould. 2002. Neuronal nicotinic acetylcholine receptors: involvement in
Alzheimer's disease a Behav Cogn Neurosci Rev 1: 5-20.