TESIS
PEMBERIAN EKSTRAK ETANOL DAUN AFRIKA
SELATAN (Vernonia amygdalina) ORAL
MENINGKATKAN KADAR INSULIN PUASA DAN
MENURUNKAN KADAR GLUKOSA DARAH POST
PRANDIAL PADA TIKUS PUTIH (Rattus norvegicus)
JANTAN DIABETES MELITUS
IVONNE ANDRIANI SANTOSO
NIM 1390761027
PROGRAM MAGISTER
PROGRAM STUDI ILMU BIOMEDIK
PROGRAM PASCASARJANA
UNIVERSITAS UDAYANA
DENPASAR
2015
i
ii
TESIS
PEMBERIAN EKSTRAK ETANOL DAUN AFRIKA
SELATAN (Vernonia amygdalina) ORAL
MENINGKATKAN KADAR INSULIN PUASA DAN
MENURUNKAN KADAR GLUKOSA DARAH POST
PRANDIAL PADA TIKUS PUTIH (Rattus norvegicus)
JANTAN DIABETES MELITUS
Tesis untuk Memperoleh Gelar Magister
Pada ProgramMagister, Program Studi Ilmu Biomedik,
Program Pascasarjana Universitas Udayana
IVONNE ANDRIANI SANTOSO
NIM 1390761027
PROGRAM MAGISTER
PROGRAM STUDI ILMU BIOMEDIK
PROGRAM PASCASARJANA
UNIVERSITAS UDAYANA
DENPASAR
2015
iii
Lembar Pengesahan
TESIS INI TELAH DISETUJUI
PADA TANGGAL : 18 Juni 2015
Pembimbing I Pembimbing II
Prof.Dr.dr.Wimpie I Pangkahila, Sp.And, FAACS Prof. dr. I Gusti Made Aman, SpFK
NIP : 194612131971071001 NIP : 194606191976021001
Mengetahui
Ketua Program Studi Ilmu Biomedik Direktur
Program Pascasarjana Program Pascasarjana
Universitas Udayana Universitas Udayana
Dr.dr.Gde Ngurah Indraguna Pinatih, M.Sc, Sp.GK Prof.Dr.dr.A.A.Raka Sudewi, SpS (K)
NIP : 19580521198531002 NIP : 195902151985102001
iv
Tesis Ini Telah Diuji dan Dinilai
Oleh Panitia Penguji pada
Program Pasca Sarjana Universitas Udayana
Pada Tanggal : 30 Mei 2015
Berdasarkan SK Rektor Universitas Udayana
Nomor : 1301/UN14.4/HK/2015
Tanggal : 4 Mei 2015
Ketua : Prof.Dr.dr.Wimpie I Pangkahila, Sp.And,FAACS
Anggota : 1. Prof. dr. I Gusti Made Aman, SpFK
2. Prof. Dr. dr. A. A. Gede Budhiarta, Sp.PD-KEMD
3. Prof. Dr. dr. Alex Pangkahila, M.Sc, Sp.And
4. Dr. dr. Desak Made Wihandani, M.Kes
v
vi
UCAPAN TERIMA KASIH
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas
berkat, rahmat bimbingan serta petunjukNya penulis dapat menyelesaikan tesis
yang berjudul Pemberian Ekstrak Etanol Daun Afrika Selatan (Vernonia
amygdalina) Oral Menurunkan Kadar Glukosa Darah Post Prandial Dan
Meningkatkan Kadar Insulin Puasa Pada Tikus Putih (Rattus norvegicus) Jantan
Diabetes Melitus.
Pada Kesempatan ini perkenankanlah penulis menyampaikan rasa hormat,
penghargaan, dan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :
1. Prof. Dr. dr. I Ketut Suastika, SpPD-KEMD, sebagai Rektor Universitas
Udayana atas kesempatan dan fasilitas yang diberikan kepada penulis
untuk mengikuti dan menyelesaikan pendidikan Program Magister di
Universitas Udayana.
2. Prof. Dr. dr. A. A. Raka Sudewi, Sp.S (K) sebagai Direktur Pascasarjana
Universitas Udayana atas kesempatan yang diberikan penulis untuk
menjadi mahasiswa Program Magister Pasca Sarjana Universitas Udayana.
3. Prof. Dr. dr. Wimpie I Pangkahila, Sp.And, FAACS selaku Ketua Program
Studi Ilmu Kedokteran Biomedik Universitas Udayana, dan pembimbing I
yang dengan penuh perhatian telah memberikan dorongan, semangat,
bimbingan dan masukan kepada penulis selama penyusunan tesis.
4. Prof. dr. I Gusti Made Aman, SpFK sebagai pembimbing II, dan Kepala
Laboratory Animal Unit Bagian Farmakologi Fakultas Kedokteran
Universitas Udayana yang dengan penuh perhatian terlah memberikan
dorongan, semangat dan selalu memberikan ide, bimbingan dan saran
dalam penyusunan tesis ini.
5. Prof. Dr. dr. J. Alex Pangkahila, M.Sc., Sp.And sebagai penguji, yang
telah banyak memberikan dorongan, semangat dan selalu memberikan
masukan cara penulisan ilmiah yang baik.
6. Prof. Dr. dr. A. A. Gede Budhiarta, Sp.PD-KEMD sebagai penguji yang
telah banyak memberikan dorongan, semangat dan selalu memberikan
masukan khususnya dibidang endokrin.
vii
7. Dr. dr. Desak Made Wihandani, M.Kes sebagai penguji yang telah banyak
memberikan ilmu dan saran yang sangat berarti mengenai teknis menulis
ilmiah yang baku, membantu penulis dalam memahami ilmu kedokteran
biomolekuler, serta memberikan motivasi sehingga terselesaikannya tesis
ini.
8. Drs. I Ketut Tunas, M.Si. yang telah banyak membantu dalam bidang
penelitian dan penyusunan tesis ini terutama saran, ide, masukan dan
bimbingan dalam bidang statistik.
9. I Gede Wiranatha. S.Si sebagai staf di Laboratory Animal Unit yang
telah banyak membantu secara teknis dalam pelaksanaan penelitian ini.
10. Made Surya Pramana Mahardika, S.TP, M.Sc sebagai staf di Tehnologi
Pangan Universitas Udayana yang telah banyak membantu dalam
pembuatan ekstrak pada pelaksanaan penelitian ini.
11. Dr. dr. Ni Made Linawati, M.Si sebagai kepala laboratorium Mantra
Medika yang telah membantu penulis secara teknis dalam pelaksanaan
penelitian ini.
12. Staf administrasi dan teman sejawat mahasiswa Program Magister Ilmu
Biomedik Kedokteran Anti Aging yang telah memberikan banyak bantuan,
dorongan semangat penulis untuk menyelesaikan tesis ini.
13. Suami tercinta, Dede Sunarto Kadiman, yang dengan setia mendampingi
setiap waktu dan senantiasa memberikan doa, cinta dan kasih serta
dukungan moril yang tiada hentinya dalam menyelesaikan program
magister ini.
Penulis menyadari bahwa tesis ini jauh dari sempurna, karena itu penulis
mengharapkan kritikan dan saran yang membangun untuk memperbaikinya.
Semoga tesis ini dapat bermanfaat bagi masyarakat serta kemajuan ilmu
pengetahuan, khususnya Ilmu Kedokteran Anti Aging.
Denpasar, Mei 2015
Penulis
viii
ABSTRAK
PEMBERIAN EKSTRAK ETANOL DAUN AFRIKA SELATAN (Vernonia
amygdalina) ORAL MENINGKATKAN KADAR INSULIN PUASA DAN
MENURUNKAN KADAR GLUKOSA DARAH POST PRANDIAL PADA
TIKUS PUTIH (Rattus norvegicus) JANTAN DIABETES MELITUS
Diabetes melitus adalah penyakit kelainan metabolik dengan karakteristik
hiperglikemia kronis serta kelainan metabolisme karbohidrat, lemak dan protein
yang disebabkan oleh penurunan sekresi insulin, kerja insulin maupun keduanya.
Glukosa darah tidak dapat digunakan dengan baik dan menumpuk di dalam darah
karena pankreas tidak cukup memproduksi insulin yang diproduksi tersebut.
Ekstrak daun Afrika Selatan dengan kandungan zat aktifnya seperti saponin, tanin,
flavonoid, alkaloid dan polifenol dapat digunakan untuk menurunkan glukosa
darah post prandial. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui pemberian
ekstrak daun Afrika Selatan (Vernonia amygdalina) secara oral meningkatkan
plasma insulin dan menurunkan kadar glukosa darah post prandial pada tikus
putih (Rattus norvegicus) jantan yang diabetes melitus.
Penelitian ini adalah eksperimental murni dengan Pretest Posttest Control
Group Design, menggunakan tikus putih (Rattus norvegicus) usia 2,5 bulan
dengan berat 180 – 200 gram. Jumlah sampel ini 20 ekor tikus diabetes yang
dibagi menjadi 2 kelompok, masing – masing kelompok sebanyak 10 ekor yaitu
kelompok kontrol dan kelompok perlakukan (daun Afrika Selatan). Kelompok
kontrol diberikan plasebo (aquadest) sebanyak 1cc setiap hari selama 14 hari.
Sedangkan kelompok perlakuan diberikan ekstrak etanol daun Afrika Selatan
80mg/20grBB tikus setiap hari selama 14 hari.
Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa pada kelompok perlakuan terjadi
penurunan glukosa darah post prandial secara bermakna dari184,3017,06mg/dL
menjadi 166,9014,98mg/dL (p<0,05), dan terjadi peningkatan kadar insulin
puasa secara bermakna dari 6,530,23IU/ml menjadi 7,250,40IU/ml (p<0,05),
sementara kelompok kontrol tidak menunjukkan perbedaan yang bermakna.
Kesimpulan dari penelitian ini adalah pemberian ekstrak etanol daun
Afrika Selatan 80mg/200gr BB tikus secara oral selama 14 hari menrunkan kadar
glukosa darah post prandial dan meningkatkan kadar insulin puasa pada tikus
diabetes melitus.
Kata kunci : ekstrak daun Afrika Selatan, kadar glukosa darah post prandial, kadar
insulin puasa , tikus diabetes melitus.
ix
ABSTRACT
ORAL ADMINISTRATION OF AFRICAN BITTER LEAF (Vernonia
Amygdalina) EXTRACT INCREASED FASTING INSULIN LEVEL AND
DECREASED POST PRANDIAL GLUCOSE LEVEL OF DIABETIC
ALBINO MALE RATS (Rattus norvegicus)
Diabetes mellitus is a metabolic disorders characteristize of chronic
hyperglycemia and abnormal metabolism of carbohydrates, fats and proteins
caused by decrease in insulin secretion, insulin action or both. Blood glucose can
not be used properly and accumulates in the blood because the pancreas does not
produce enough insulin to metabolize blood glucose and insulin resistance occurs
so that the body can not effectively use the insulin that is produced. African bitter
leaf extract the active substance example saponin, tannin, flavonoid, alkaloid and
polifenol can be decreased post prandial glucose level. The purpose of this study
was to determine that the treatment of African Bitter Leaf extract orally increased
fasting plasma insulin level and lowers post prandial blood glucose and of
diabetic albino male rats (Rattus norvegicus).
The study was conducted using the Experimental Pretest Posttest Control
Group Design involving control group and experimental group. This research
used 2,5 months old and 180-200gr weight laboratory rats (Rattus norvegicus) as
subject. The samples of 20 diabetic rats were divided into two groups of 10
subjects each for control group dan experimental group (African bitter leaf
extract). Control group was treated with 1cc of placebo aquadest everyday for 14
days, experimental group was treated with 80mg/200gr rat body weight African
bitter leaf extract everyday for 14 days.
The study concluded that the group which given extract of African Bitter
leaf decreased significantly the Post Prandial blood glucose level, from
184.7012.37mg/dL to 166.9014.98mg/dL (p<0.05), and increased significantly
fasting plasma insulin level, from 6.530.23IU/ml to 7.250.40IU/ml (p<0.05).
The control group did not showed significantly result.
The study concluded that the administration of 80mg/200gr rat body
weight African bitter leaf extract everyday for 14 days decreased post prandial
glucose level and increased fasting plasma insulin level in diabetic rats
significantly.
Key words : African bitter leaf extract, diabetic mellitus rat, post prandial glucose
plasma level, fasting plasma insulin, DM
x
DAFTAR ISI
SAMPUL DALAM .............................................................................................. i
PRASYARAT GELAR ........................................................................................ ii
LEMBAR PENGESAHAN ................................................................................. iii
PENETAPAN PANITIA PENGUJI USULAN ................................................... iv
LEMBAR BEBAS PLAGIAT .............................................................................. v
UCAPAN TERIMA KASIH ................................................................................ vi
ABSTRAK ........................................................................................................... viii
ABSTRACT ........................................................................................................... ix
DAFTAR ISI ........................................................................................................ x
DAFTAR TABEL ................................................................................................. xii
DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... xiii
DAFTAR LAMPIRAN ......................................................................................... xiv
DAFTAR SINGKATAN ...................................................................................... xvi
DAFTAR LAMBANG ........................................................................................ xvii
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ......................................................................................... 1
1.2 Rumusan masalah ..................................................................................... 7
1.3 Tujuan Penelitian ...................................................................................... 7
1.4 Manfaat Penelitian ........................................................................................... 8
BAB II KAJIAN PUSTAKA
2.1 Penuaan .................................................................................................... 9
2.1.1 Definisi Penuaan ............................................................................. 9
2.1.2 Penyebab Penuaan ........................................................................... 9
2.2 Penyakit Degeneratif ................................................................................ 9
2.2.1 Definisi Diabetes Mellitus ............................................................... 10
2.2.2 Faktor Risiko Diabetes Mellitus ...................................................... 11
2.2.3 Klasifikasi Diabetes Mellitus .......................................................... 11
2.2.4 Penyebab Diabetes Mellitus Tipe 2 ................................................. 12
2.2.5 Gejala Klinis Diabetes Melitus ....................................................... 13
2.2.6 Kriteria Diagnosis Diabetes Melitus ............................................... 14
2.2.7 Terapi Penanganan Diabetes Melitus Tipe 2 ................................... 15
2.3 Tanaman Obat ........................................................................................... 16
2.3.1 Definisi Tanaman Obat ................................................................... 16
2.3.2 Penggunaan Tanaman Obat ............................................................. 17
2.4 Daun Afrika Selatan ................................................................................. 18
2.4.1 Kandungan Nutrisi dan Manfaat Daun Afrika Selatan ................... 19
2.4.2 Kandungan Senyawa Kimia Daun Afrika Selatan .......................... 20
2.5 Hewan Percobaan ..................................................................................... 28
2.5.1 Tikus putih (Rattus norvegicus) sebagai Hewan Coba ................... 30
2.5.2 Kriteria Tikus Diabetes ................................................................... 30
2.5.3 Mekanisme Streptozotocin Menginduksi Diabetes Mellitus .......... 30
BAB III KERANGKA BERPIKIR, KONSEP DAN HIPOTESA
PENELITIAN
3.1 Kerangka Berpikir ..................................................................................... 32
3.2 Konsep ...................................................................................................... 33
3.3 Hipotesis Penelitian .................................................................................. 34
xi
BAB IV METODE PENELITIAN
4.1 Rancangan Penelitian ............................................................................... 35
4.2 Lokasi dan Waktu Penelitian .................................................................... 36
4.2.1 Lokasi Penelitian ............................................................................. 36
4.2.2 Waktu Penelitian ............................................................................. 37
4.3 Subjek dan Sample ................................................................................... 37
4.3.1 Variable Populasi ............................................................................ 37
4.3.2 Kriteria Subjek ................................................................................ 37
4.3.3 Penghitungan Besar Sampel ............................................................ 38
4.3.4 Tehnik Penentuan Sampel ............................................................... 39
4.4 Variable Penelitian ................................................................................... 40
4.4.1 Klasifikasi Variabel ......................................................................... 40
4.4.2 Definisi Operasional Variabel .............................................................. 40
4.5 Bahan dan Instrumen Penelitian ............................................................... 42
4.6 Prosedur Penelitian ................................................................................... 43
4.6.1 Pemeliharaan Hewan Tikus Percobaan ........................................... 43
4.6.2 Pelaksanaan Pemeriksaan ................................................................ 44
4.6.3 Cara Pembuatan Daun Afrika Selatan ............................................. 45
4.6.4 Cara Pemeriksaan Kadar Gula Darah 2 Jam Post Prandial ............. 46
4.6.5 Cara Pemeriksaan Kadar Insulin Plasma ........................................ 46
4.6.6 Alur Penelitian ................................................................................ 48
4.7 Analisis Data ............................................................................................ 49
BAB V HASIL PENELITIAN
5.1 Uji Normalitas Data ................................................................................. 50
5.2 Uji Homogenitas Data .............................................................................. 51
5.3 Insulin ....................................................................................................... 51
5.3.1 Uji Komparabilitas .......................................................................... 51
5.3.2 Uji Efek Pemberian Ekstrak Daun Afrika Selatan .......................... 52
5.3.3 Perbandingan Insulin Sebelum dan Sesudah Pemberian Ekstrak Daun
Afrika Selatan ................................................................................. 52
5.4 Glukosa Darah 2 Jam Post Prandial ......................................................... 54
5.4.1 Uji Komparabilitas .......................................................................... 54
5.4.2 Uji Efek Pemberian Ekstrak Daun Afrika Selatan .......................... 54
5.4.3 Perbandingan Gula Darah Sebelum dan Sesudah Pemberian Ekstrak
Daun Afrika Selatan ........................................................................ 55
BAB VI PEMBAHASAN HASIL PENELITIAN 6.1 Pengaruh Pemberian Ekstrak Daun Afrika Selatan ................................. 57
BAB VII SIMPULAN DAN SARAN 7.1 Simpulan ................................................................................................... 61
7.2 Saran ......................................................................................................... 61
DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................... 62
LAMPIRAN ........................................................................................................ 67
xii
DAFTAR TABEL
TABEL HALAMAN
2.3.1 Kandungan Nutrisi dan Manfaat Daun Afrika Selatan ....................................... 20
2.3.2 Kandungan Senyawa Kimia Daun Afrika Selatan ............................................. 21
2.3.3 Kandungan Senyawa Kimia Daun Afrika Selatan khususnya Saponin ............. 23
2.3.4 Perbandingan Kadar Fitokimia ........................................................................... 24
5.1 Hasil Uji Normalitas Data Glukosa Darah Post Prandial Sebelum dan
Sesudah Perlakuan ............................................................................................. 50
5.2 Homogenitas Data Glukosa Darah Post Prandial Antar Kelompok Perlakuan
............................................................................................................................ 51
5.3 Perbedaan Rerata Insulin Antar Kelompok Sebelum Diberikan Ekstrak
Daun Afrika Selatan ........................................................................................... 51
5.4 Perbedaan Rerata Insulin Antar Kelompok Sesudah Diberikan Ekstrak
Daun Afrika Selatan ........................................................................................... 52
5.5 Perbandingan Insulin Sebelum dan Sesudah Pemberian Ekstrak Daun
Afrika Selatan ..................................................................................................... 53
5.6 Perbedaan Rerata Glukosa Darah Post Prandial Antar Kelompok Sebelum
Diberikan Ekstrak Daun Afrika Selatan ............................................................ 54
5.7 Perbedaan Rerata Glukosa Darah Post Prandial Antar Kelompok Sesudah
Diberikan Ekstrak Daun Afrika Selatan ............................................................ 55
5.8 Perbandingan Glukosa Darah Post Prandial Sebelum dan Sesudah
Pemberian Ekstrak Daun Afrika Selatan ........................................................... 56
xiii
DAFTAR GAMBAR
GAMBAR HALAMAN
2.2 Daun Afrika Selatan (Vernonia Amygdalina) .................................................. 18
2.3.1 Fotomikrograf 400x pada Pankreas Kelompok Kontrol Normal ...................... 26
2.3.2 Fotomikrograf 400x pada Pankreas Kelompok Kontrol Diabetes .................... 26
2.3.3 Fotomikrograf 400x pada Pankreas Kelompok Perlakuan dengan Pemberian
Daun Afrika Selatan 200mg/kgBB selama 28 hari ........................................... 27
2.3.4 Fotomikrograf 400x pada Pankreas Kelompok Kontrol Positif yang
diberikan
Insulin 5IU/kgBB .............................................................................................. 27
2.4 Tikus Putih Jantan (Rattus Norvegicus) ........................................................... 29
2.4.3 Mekanisme Streptozotocin Dan Nicotinamide Dalam Menginduksi
Diabetes Melitus …………………………………………………………… .. 31
3.1 Konsep Penelitian ............................................................................................. 34
4.1 Rancangan Penelitian ....................................................................................... 35
4.6.6 Alur Penelitian ................................................................................................. 48
5.1 Perbandingan Insulin Antara Kelompok Kontrol dengan Kelompok
Perlakuan .......................................................................................................... 53
5.2 Perbandingan Glukosa Darah Post Prandial Antara Kelompok Kontrol
dengan Kelompok Perlakuan ........................................................................... 56
xiv
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran Halaman
1. Uji Normalitas Data ................................................................................. 67
2. Uji t-independent ...................................................................................... 67
3. Uji t-paired ............................................................................................... 68
4. Ethical Clearance ..................................................................................... 72
5. Hasil Uji Fitokimia Daun Afrika Selatan ................................................. 73
6. Hasil Uji Saponin TLC Scanner ............................................................... 74
7. Hasil Uji Toksisitas LC50 ........................................................................ 75
xv
DAFTAR SINGKATAN
AAM : Anti Aging Medicine
ADP : Adenosine Diphosphate
ATP : Adenosine Triphosphate
Ca2+ : Calsium 2+
DM : Diabetes Mellitus
DNA : Deoxyribo Nucleic Acid
GLUT 2 : Glucose Transporter – 2
GLUT 4 : Glucose Transporter – 4
GAEAC : Garlic Acid Equivalent antioksidant capacity
GAE : Garlic acid Equivalent
TAE : Tannic Acid Equivalent
IC 50% : Inhibitor konsentrasi terhadap radikal bebas DPPH 0,1 mM
IC : Inhibition Concentratiom
STZ : Streptozotocin
NA : Niacinamid
PARP-1 : Poly Adenosinetriphosphate Ribose Polymerase – 1
PRPP : Phosphoribosylpyrophosphate
NMN : Nicotinamide Mononucleotide
NAMPT : Nicotinamide Phosphoribosyltransferase
NMNAT : Nicotinamide acid Mononucletide Adenylytransferase
HE : Haematoxylin Eoosin
GAF : Gomori Aldehyde Fuschin
xvi
DAFTAR LAMBANG
α : Alfa
β : Beta
Υ : Gamma
% : persen