1
PENGARUH PEMBERIAN EKSTRAK AIR KULIT SEMANGKA (Citrullus vulgaris Schar.
TERHADAP KADAR GLUKOSA TIKUS PUTIH ( Rattus norvegicus ) YANG DIINDUKSI STREPTOZOTOSIN Sugiyanta dr,M.
Ked .
Hasyim AsAoari.
Kep.
Ns.
Ked
ABSTRACT
Watermelon rind water extract contain of citrulline.
Citrulline is a precursor of generating Nitric Oxide (NO).
NO possibly reduced the level of blood glucose in reptozotosin-induced diabetic rats.
This study was a laboratory experimental study completely randomized design.
number of 30 male albino Wistar rats weighting 100-200 gr were devided into six groups (N=.
, with group 1 served as normal control group.
The other groups were given streptozotosin to induced diabetes mellitus.
The rats in control diabetic group were given CMC 0,5%, the others were given watermelon rind extracs for 8 days with different doses for each group.
The results showed that serum glucose levels in posttest control group was significantly different, from that group of the watermelon rind extract 250 mg/kg bw/day .
= 0,.
, groups of watermelon rind extract 500 mg/kgbw/day .
= 0,.
and groups of watermelon rind extract 1000 mg/kgbw/day .
= 0,.
The level of triglyceride in postest control was significantly different from that group of the watermelon rind extract 250 mg/kg bw/day .
= 0,.
, groups of watermelon rind extract 500 mg/kgbw/day .
= 0,.
and groups of watermelon rind extract 1000 mg/kgbw/day .
= 0,.
The conclusion, the watermelon rind water extrac can be used to reduced glucose serum level .
, 500, 1000mg/kg b.
with the optimal dose was 500 mg /kgbw/day with the optimal dose was 1000 mg /kgbw/day.
Keywords: watermelon rind, streptozotosin, diabetes mellitus, glucose Pendahuluan Diabetus Mellitus yang diprediksi pada tahun 2025 mencapai 350 juta merupakan kelainan metabolisme glukosa darah yang tidak dapat digunakan dengan baik, sehingga menyebabkan keadaan hiperglikemia (Dods, 1996 dan Sacks, 2.
yang menyebabkan timbul-nya komplikasi, mikrovaskuler .
etinopati, .
skemia jantung, stroke, aterosklerosi.
, dan mengalami komplikasi (Payne, 2.
Hiperglikemia disebabkan khususnya pada DM tipe 2 (Non Insulin Dependent Diabetes Mellitus (NIDDM) yang merupakan 95% - 98% penderita DM terjadi karena penurunan kemampuan insulin yang bekerja di jaringan perifer .
nsulin resistanc.
dan disfungsi sel yang berakibat pankreas tidak mampu memproduksi insulin yang cukup untuk mengkompensasi insulin resistance yang berakibat terjadi defisiensi insulin (Sacks.
Insulin menurunkan kadar glukosa darah dengan meningkatkan pengambilan glukosa oleh otot dan jaringan adiposa, meningkatkan oksidasi glukosa dan sintesis glikogen.
Insulin juga menghambat liposisis jaringan adiposa, glikogenolisis dan glukoneogenesis di hati, dan meningkatkan lipogenesis (Jakus, 2.
Peningkatan lipogenesis terjadi karena pelepasan berlebihan dari jaringan adiposa .
dan penurunan pengambilan oleh otot skeletal sehingga asam lemak bebas lebih banyak masuk ke hati.
Respon hati akan meningkatkan sintesis trigliserida.
VLDL dan sistesis kolesterol ester (Murray et al.
,2.
yang selanjutnya disekresikan ke dalam sirkulasi.
Pengelolaan DM meliputi : pengaturan pola makan, olahraga teratur dan penggunaan terapi farmakologi, salah satunya dengan mengoptimalkan penggunaan bahan herbal (Subroto, 2.
yaitu bagian kulit buah semangka (Citrullus vulgaris Schar.
yang mengandung senyawa aktif sitrulin yang mencapai 24,4 mg/g berat kering (Rimando, 2.
Sitrulin berperan sebagai prekursor pembentukan NO, dimana NO terlibat langsung dalam regulasi sekresi insulin dengan menyebabkan depolarisasi membran serta peningkatan konsentrasi Ca2 intraselular.
NO yang berada di dalam sel, akan menyebabkan timbulnya retensi K intraseluler yang menimbulkan depolarisasi membran, kemudian membuka Ca2 channel sehingga Ca2 influx meningkat, maka terjadilah sekresi insulin, selanjutnya merangsang glikogenesis di hepar sehingga menurunkan kadar glukosa darah (Laffranchi, 2.
dengan cara meningkatkan pengikatan antara insulin dengan reseptor insulin yang selanjutnya menyebabkan translokasi GLUT 4 pada permukaan membran sel yang mengakibatkan pengangkutan glukosa menjadi lebih optimal (Murray et al.
, 2.
Untuk membuktikan pengaruh antidiabetik kulit semangka, akan dilakukan penelitian eksperimental dengan menggunakan tikus putih jantan yang dibuat menderita DM dengan memberikan injeksi streptozotosin dosis tunggal 50 mg/kgBB.
Rumusan Masalah Apakah ekstrak kulit semangka (Citrullus vulgaris Schard.
) dapat menurunkan kadar glukosa serum tikus putih (Rattus norvegicu.
yang diinduksi Tujuan Penelitian Untuk membuktikan bahwa ekstrak air kulit semangka (Citrullus vulgaris Schard.
) berpengaruh terhadap kadar glukosa serum tikus putih (Rattus norvegicu.
yang diinduksi streptozotosin.
Tinjauan Pustaka Semangka (Citrullus Schar.
merupakan buah yang memiliki kulit tebal dan berdaging, licin, warna kulit hijau tua, kuning agak putih, atau hijau muda bergaris-garis putih.
Daging buah berwarna merah, merah muda .
, jingga .
, kuning, bahkan ada yang Biji memanjang, pipih, warnanya hitam, putih, kuning, atau cokelat kemerahan dan ada yang tanpa biji .
Daging buah semangka rendah kalori dan mengandung air sebanyak 93,4%, protein 0,5%, karbohidrat 5,3%, lemak 0,1%, serat 0,2%, abu 0,5%, dan vitamin (A.
B dan C) dan molekul-molekul antioksidan seperti : carotenoids .
ycopene dan carote.
, asam amino sitrulin (C6H13N3O.
mineral-mineral seperti kalium(Micol et al.
, 2.
Kulit sitrulin mencapai 60% atau 24,4 mg/g berat kering (Rimando, 2.
yang merupakan asam amino nonesensial dengan ikatan karbon asimetris yang berperan penting dalam metabolisme dan regulasi NO (Romero, et al.
,2.
yang merupakan molekul bioaktif yang penting dalam berbagai kondisi baik fisiologis maupun patologis(Lane and Gross,1.
Sitrulin merupakan asam amino larut air dalam pelarut, hasil dari metabolisme glutamin yang berperan dalam sintesis de novo arginin pada mamalia (Curis, 2.
Hubungan ekstrak kulit semangka dengan DM Sitrulin berfungsi sebagai prekursor pembentukan NO, dimana NO terlibat langsung dalam regulasi sekresi insulin dengan menyebabkan depolarisasi membran serta peningkatan konsentrasi Ca2 intraselular.
NO yang berada di dalam sel, akan menyebabkan timbulnya retensi K intraseluler yang menimbulkan depolarisasi membran, kemudian membuka Ca2 channel sehingga Ca2 influx meningkat, maka terjadilah sekresi insulin, selanjutnya merangsang glikogenesis di hepar sehingga menurunkan kadar glukosa darah (Laffranchi, 2.
Banyak fakta mengatakan bahwa NO eksogen merangsang transpor glukosa dan meningkatkan ekspresi glucose transporter isoform 4 (GLUT .
pada otot skelet .
Aktifitas NOS dipengaruhi AMPK .
Ao-AMP- activated protein kinas.
dalam meningkatkan ekspresi GLUT4 dan NO yang sedikit akan merangsang ekspresi GLUT4 dan aktivasi AMPK serta adanya interaksi umpan balik positif antara AMPK dan enzim-enzim NOS [.
NOS and endothelial .
NOS] dalam mengontrol ekspresi GLUT4 pada otot.
Meskipun mekanisme interaksi ini belum jelas.
NO mungkin memfasilitasi aksi AMPK dengan meningkatkan aktifitas AMPK kinase dan/atau menurunkan aktifitas AMPK phosphatases.
AMPK juga menghambat ekspresi .
NOS pada otot.
Dengan demikian terjadi pencegahan adanya efek negatif dari produksi NO yang sangat tinggi pada ekspresi GLUT4, (Lira et al.
Pemberian NO eksogen dapat meningkatkan sensitifitas insulin dan jalur signaling insulin pada otot skelet Lee et al .
Aktifitas insulin yang meningkat akibat pemberian ekstrak kulit semangka, menyebabkan peningkatan pengikatan antara insulin dengan reseptor insulin yang selanjutnya menyebabkan translokasi GLUT 4 pada permukaan membran sel glukosa menjadi lebih optimal, sehingga terjadi penurunan kadar glukosa dalam Diabetes Melitus Diabetes Melitus (DM) merupakan kelainan metabolisme di mana glukosa darah tidak dapat digunakan dengan baik, sehingga menyebabkan keadaan hiperglikemia (Dods, 1996 dan Sacks, 2.
yang secara klinis terbagi menjadi 2 tipe.
DM tipe 1 berkaitan dengan faktor genetik, usia muda, proses autoimun, tergantung pada insulin yang disebabkan oleh defisiensi absolut produksi insulin sebagai akibat kerusakan sel pankreas melalui mechanisms of immune-mediated cell killing, yaitu:
secara langsung .
el ke se.
interaksi antara limfosit T sitotoksit (CD.
dan autoantigen pada sel yang mengakibatkan matinya sel dan secara tidak langsung antigen spesifik CD4 limfosit T helper tidak mengenali autoantigen sel menyebabkan sel tidak mengespresikan molekul MHC klas II.
DM tipe 2 berkaitan dengan faktor lingkungan seperti diet dan kegiatan fisik, obesitas, usia lanjut dan dianjurkan mengkonsumsi (Isselbacher et al.
, 2.
dikarakteristikkan oleh disfungsi sel pankreas dan resistensi insulin pada jaringa sasaran seperti otot skeletal dan jaringan adiposa (Isselbalcher et al.
, 2.
Komplikasi akut meliputi hipoglikemia, ketoasidosis dan koma diabetikum.
Komplikasi kronis yang timbul disebabkan karena tingginya kadar glukosa darah .
, meliputi komplikasi mikrovaskuler dan METODE PENELITIAN Metode penelitian eksperimental laboratories dengan rancangan penelitian acak lengkap (Completely Randomized Desig.
Sampel pada penelitian ini adalah tikus putih jantan (Rattus novergicu.
yang berumur 1-2 bulan dengan berat badan 100-200 gram dan kondisi sehat.
Besar sampel dalam penbelitian ini adalah 30 ekor yang diinduksi Streptozotosin (STZ,2deoksi-2-.
ethyl-3-nitrosoureid.
AeDglucopyranos.
yang diperoleh dari MP Biomedicals.
LLC dengan nomor katalog 100557 untuk menjadikan DM2.
Variabel independennya pemberian ekstrak air kulit semangka jenis semangka daging berwarna merah, tanpa biji dan variabel dependennya kadar glukosa serum diukur dengan menggunakan metode enzimatik ( GOD-PAP ) dengan satuan mg/dl.
Dosis pemberian ekstrak air kulit semangka adalah kelompok kontrol tanpa ektra semangka dan hanya diberi air, kelompok perlakuan dengan dosis 250 mg/kgbb/hari, 500 mg/kgbb/hari dan 1000 mg/kgbb/hari.
Analisa data untuk mengetahui perbedaan penurunan kadar glukosa darah yang diberi ekstrak kulit semangka antar kelompok menggunakan Analisa Varian (ANOVA) satu arah .
engan asumsi data homogen dan distribusi norma.
dengan tingkat kesalahan 5 %.
Jika terdapat perbedaan yang bermakna, maka untuk mengetahui beda antar perlakuan dipergunakan Uji Beda Nyata Terkecil atau Least Significant Difference (LSD).
HASIL PENELITIAN
Perbedaan kadar gula darah anggota Terdapat perbedaan kadar glukosa darah secara bermakna dengan p < 0,05 antar kelompok kontrol positif, dengan ekstrak kulit semangka 250mg/kgbb/hari, 500 mg/kgbb/hari, 1000 mg/kgbb/hari.
Hasil selengkapnya dapat dilihat di Variabel tergantung Fhitung Sig.
Kadar glukosa
0,000*
Perbedaan kadar gula antar kelompok Untuk mengetahui perbedaan kadar gula antar kelompok dilakukan uji LSD.
Gambaran perbedaan,terdapat perbedaan yang bermakna .
< 0,.
untuk kadar glukosa antara kelompok kontrol positif dengan kelompok ekstrak kulit semangka dosis 250 mg/kg bb/ hari .
= 0,.
, 500 mg/kg bb/hari .
= 0,.
dan 1000 mg/kg bb .
=0,.
Dari tabel tersebut juga dapat dilihat ada perbedaan yang bermakna antara kelompok ekstrak 250 mg/kg bb dengan kelompok ekstrak 500 mg/kg bb .
= 0,.
dan kelompok ekstrak 1000 mg/kg bb .
= 0,.
Kelompok kelompok ekstrak 500 mg/kg bb tidak kelompok ekstrak 1000 mg/kg bb .
= 0,.
Rerata Standart (J) Kelompok Perbedaan Sig.
Error
(I -J)
Kontrol positif Ekstrak 250 mg 80* 27.
990 0,000
(K .
Ekstrak 500 mg 60* 27.
990 0,000
N=5
Ekstrak 1000 mg 399.
00* 27.
990 0,000
Ekstrak 250 mg Kontrol positif 80* 27.
990 0,000
(K .
Ekstrak 500 mg 80* 27.
990 0,002
N=5
Ekstrak 1000 mg 20* 27.
990 0,003
Variabel .
Kelompok Tergantung Glukosa Ekstrak 500 mg Kontrol positif 60* 27.
990 0,000
(K .
Ekstrak 250 mg -101.
80* 27.
990 0,002
N=5
Ekstrak 1000 mg
990 0,872
Ekstrak 1000 (K .
N= 5
Kontrol positif
Ekstrak 250 mg
Ekstrak 500 mg
PEMBAHASAN
Pengaruh penyuntikan streptozotosin Pada penelitian ini, hewan coba yang diberikan injeksi STZ 50 mg/kg bb intraperitoneal dosis tunggal, pada semua kelompok telah mengalami DM yaitu kadar glukosa darah telah di atas 250 mg/dl lebih tinggi secara bermakna dari kelompok yang tidak diinjeksi dengan STZ dan diikuti dengan peningkatan kadar trigliserida.
Hal ini sesuai dengan penelitian yang dilakukan Cattopadhyay dan Bandyopadhyay, .
dan Joeliantina, .
pada penelitian dengan bahan herbal sebagai antidiabetik, dosis STZ yang digunakan untuk menginduksi DM adalah dosis tunggal 50 mg/kg bb dan menunjukan hasil hiperglikemia pada hari ke tiga dan ketujuh.
Dengan dosis ini diduga telah terjadi DM tipe 2 dengan alasan, kelompok kontrol diabetes dapat tetap hidup sampai hari ke 15 dan kelompok yang diterapi dengan obat sulfonilurea dapat berespon dengan baik, (Cattopadhyay Bandyopadhyay.
Pemberian STZ menyebabkan perubahan DNA sel pankreas yaitu terjadi 00* 27.
990 0,000
20* 27.
990 0,003
990 0,872
fragmentasi DNA melalui alkilasi DNA.
STZ merupakan donor NO dalam dosis besar, diamana NO dapat menyebabkan destruksi sel pankreas dan menyebabkan kerusakan DNA (Szkudelski, 2.
STZ
juga memproduksi ROS yang menyebabkan fragmentasi DNA dan menimbulkan kerusakan sel.
Terbentuknya anion superoksida dihasilkan dari aksi STZ di mitokondria dan peningakatan aktifitas xantin oksidase.
Hal ini ditunjukkan dengan adanya hambatan oleh STZ pada konsumsi oksigen mitokondria.
Efek ini secara kuat membatasi produksi ATP mitokondria dan menyebabkan pengurangan nukleotida ini dalam sel pankreas (Szkudelski, 2.
Aksi sinergis NO dan ROS juga berperan dalam terjadinya fragmentasi DNA.
NO dan ROS dapat membentuk peroksinitrit yang dapat menyebabkan kerusakan DNA.
Kerusakan DNA yang terjadi setelah pemberian STZ akan mengaktifasi poli ADP ribosilasi.
Proses ini menyebabkan penurunan NAD seluler dan ATP yang selanjutnya menimbulkan hambatan sintesis dan sekresi insulin (Szkudelski, 2.
Jadi STZ juga merupakan donor NO seperti juga kulit semangka, tetapi NO yang dihasilkan dari STZ disertai dengan pembentukan ROS yang tinggi yang mengakibatkan kerusakan DNA sel pankreas.
NO yang berasal dari kulit semangka berperan sebagai mediator yang berfungsi untuk meningkatkan sekresi insulin dan translokasi GLUT 4 ke membran plasma.
Peran ekstrak kulit semangka dalam menurunkan kadar glukosa serum Hasil uji analisis varians antar kelompok terhadap kadar glukosa serum menunjukkan hasil berbeda secara bermakna p = 0,000.
Uji LSD juga menunjukkan kelompok kontrol positif kelompok ekstrak kulit semangka dosis 250 mg/kg/hari, 500 mg/kg/hari dan 1000 mg/kg bb/hari dan berbeda bermakna dengan dosis.
Hasil uji tersebut menunjukkan bahwa perlakuan pemberian ekstrak kulit semangka berpengaruh terhadap penurunan kadar glukosa serum Hal ini disebabkan karena kulit semangka mengandung sitrulin.
Sitrulin berfungsi sebagai prekursor pembentukan NO, dimana NO terlibat langsung dalam regulasi sekresi insulin membran serta peningkatan konsentrasi Ca2 intraselular.
NO yang berada di dalam sel, akan menyebabkan timbulnya retensi K intraseluler yang menimbulkan depolarisasi membran, kemudian membuka Ca2 channel sehingga Ca2 influx meningkat, maka terjadilah sekresi insulin, selanjutnya merangsang glikogenesis di hepar sehingga menurunkan kadar glukosa (Laffranchi, 2.
Pemberian ekstrak kulit semangka dosis 250 mg/kg bb/hari berbeda secara bermakna dengan kelompok ekstrak 500 mg/kgbb/hari 1000mg/kgbb/hari.
Hal ini kemungkinan karena mekanisme peningkatan sekresi insulin oleh NO.
Semakin banyak NO yang dihasilkan dari kulit semangka, semakin tinggi insulin yang dihasilkan dan akhirnya akan me-nurunkan kadar glukosa Dalam hal ini kerja dari NO sesuai dengan kerja obat anti diabetik oral golongan sulfonilurea yaitu meningkatkan sekresi insulin (Suparman.
Dosis 500 mg ekstrak air kulit semangka tidak berbeda dengan dosis 1000 mg, artinya pemberian 500 mg mempunyai efek sama dengan pemberian 1000 mg.
Hal ini kemungkinan karena peran NO yang menyebabkan translokasi GLUT 4 pada permukaan membran sel.
Translokasi GLUT 4 intraseluler yang dirangsang oleh NO, sebenarnya dimulai dari ikatan insulin pada reseptor di bagian ekstraseluler.
Ikatan ini memacu terbentuknya beberapa reaksi fosforilasi yang sangat penting bagi kerja insulin.
Auto-fosforilasi pada gugus tirosin ari protein resetor yang dirangsang oleh insulin akan memperkuat kerja enzim tirosin kinase, yang kemudian memfosforilasi beberapa protein intraseluler termasuk IRS-1.
Fosforilasi dari IRS-1, mengakibatkan terjadinya sinyal-sinyal sekunder yang menghubungkan reseptor insulin pada transpor glukosa transmembran.
Selanjutnya fosfoinositol-3 kinase ini diperlukan untuk stimulasi transpor glukosa oleh insulin dan diperlukan untuk menginduksi translokasi
GLUT
(Larsen et al, 2003 ).
Pada dosis 500 mg.
NO sudah maksimal dalam meningkatkan kepekaan resptor insulin melalui translokasi GLUT 4 ke membran plasma yang menyebabkan transduksi sinyal.
Dalam hal ini mekanisme kerja NO mirip dengan obat antidiabetik oral golongan thiazolidenedtiones (TZD.
atau glitazones sebagai sensitizer insulin.
Mekanismenya adalah meningkatkan ambilan glukosa di jaringan perifer dan juga menurunkan produksi glukosa hati ( Dagogo et al, 1.
Untuk mengetahui secara pasti mekanisme kerja NO sebagai senyawa yang dapat menurunkan kadar glukosa darah, dapat dilakukan penelitian lanjutan dengan memeriksa HOMA B dan HOMA R pada hewan coba yang dibuat menderita DM.
Simpulan dan Saran Simpulan :
Pemberian semangka dosis 250 mg/kg bb/hari, 500 mg/kg bb/hari, dan 1000 mg/kg bb/hari dapat menurunkan kadar glukosa serum pada tikus putih jantan yang diinjeksi streptozotosin dosis tunggal 50 mg/kg bb yang diberikan secara intraperitoneal dengan dosis optimal pada pemberian ekstrak air kulit semangka dosis 500 mg/kg bb/hari Saran :
Perlu penelitian lebih lanjut untuk mengetahui mekanisme kerja ekstrak kulit semangka dalam meningkatkan sensitifitas insulin dengan memeriksa HOMA B dan HOMA R pada tikus yang dibuat Diabetes Melitus.
DAFTAR PUSTAKA