bab ii tinjauan pustakaeprints.umm.ac.id/63083/3/bab ii.pdf · 2020. 6. 28. · 6 bab ii tinjauan...
TRANSCRIPT
6
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Diabetes Mellitus
Diabetes mellitus merupakan kelainan metabolisme protein, glukosa, dan
lemak akibat berkurangnya produksi insulin atau tidak adanya insulin untuk
membantu metabolisme di sel target (WHO,2018). Ketika kita mengonsumsi
makanan yang mengandung karbohidrat, bahan tersebut kemudian di pecah
menjadi dekstrosa dan akhirnya menjadi glukosa yang akan diserap oleh usus kecil
menuju aliran darah. Sel yang terdapat di tubuh manusia mememerlukan glukosa
untuk menghasilkan energi, glukosa dibawa oleh insulin untuk menuju sel target.
Insulin di produksi oleh sel beta pancreas, Fungsi insulin sebagai transport glukosa
kedalam sel, saat produksi insulin turun atau kegagalan produksi insulin, glukosa
akan meningkat pada aliran darah sehingga menyebabkan hiperglikemia
(ADA,2010).
2.1.1 Epidemiologi diabetes mellitus
Pada tahun 2013 penderita diabetes di dunia yang masih hidup 382 juta
orang, menurut IDF, akan terjadi peningkatan penderita diabetes menjadi 592
juta orang pada tahun 2035.Pada tahun 2015 penderita diabetes mellitus 30,3
juta penduduk Amerika atau 9,4% dari jumlah penduduk Amerika.1,25 juta
anak-anak dan dewasa menderita diabetes mellitus tipe 1. Angka kematian di
tahun 2015 yang disebabkan oleh diabetes mellitus sebesar 252,806 (ADA,
2017).
7
Prevalensi diabetes mellitus di Indonesia pada tahun 1980, dengan usia 15 tahun ke
atas sebesar 1,5%-2,3%. Tahun 2001 prevalensi terjadinya diabetes mellitus usia
25-64 tahun sebesar 7,5%. Usia 15 tahun ke atas 0,6% mengalami gejala diabetes
mellitus, atau sekitar 1 juta penduduk Indonesia. Menurut Riskesdas pada tahun
2013 usia 15 tahun keatas yang menderita diabetes mellitus sebesar 12.191.564
orang (Kemenkes RI, 2014). Menurut depkes malang pada tabel sepuluh besar
penyakit di malang tahun 2012 penyakit diabetes mellitus menjadi peringkat ke 5.
Pada tahun 2013 penyakit diabetes mellitus masih di peringkat 5. Tahun 2014 angka
kejadian meningkat sehingga naik menjadi peringkat 4 (Dinkes Kota Malang,
2014).
2.1.2 Klasifikasi diabetes mellitus
(PERKENI,2015)
Gambar 2.1
Tabel Klasifikasi Diabetes Mellitus
Diabetes mellitus terdapat 2 tipe, diabetes mellitus tipe 1 dapat disebut juga
insulin-dependent diabetes mellitus (IDDM) diakibatkan oleh rusaknya sel
beta pankreas didasari oleh proses autoimun yang menyebabkan
8
berkurangnyaatau tidak adanya sekresi insulin (Dinkes Kota Malang, 2014).
Diabetes mellitus tipe 2 atau noninsulin-dependent diabetes mellitus(NIDDM)
terjadi resistensi insulin atau kekurangan insulin sehingga tidak dapat mengatur
glukosa darah, diabetes mellitus tipe 2 dapat diakibatkan oleh otot, liver, sel beta,
jaringan lemak, gastrointestinal, sel alpha pankreas, ginjal, dan otak, semuanya
berperan dalam gangguan toleransi glukosa pada diabetes mellitus tipe 2
(PERKENI, 2015).
2.1.3 Patofisiologi diabetes mellitus
(Zaccardi F, et al.2015)
Gambar 2.2
Tabel Patofisiologi Diabetes Mellitus.
Diabetes mellitus disebabkan oleh beberapa faktor seperti lingkungan,
gaya hidup, dan genetik.Kondisi hiperglikemia berdasarkan etiologi
disebabkan oleh penurunan sekeresi insulin oleh pankreas, meningkatnya
konsumsi glukosa dan peningkatan produksi glukosa. Hal ini dapat
9
menyebabkan terjadinya kerusakan organ dan mengganggu sistem normal
tubuh (Baqarizky et al., 2015).
2.1.3.1 Patofisiologi diabetes mellitus tipe 1
Diabetes mellitus tipe 1 terjadi akibat kerusakan dari sel beta pankreas
akibat autoimun. Terdapat beberapa mekanisme yang menyebabkan
kerusakan sel beta pankreas antara lain autoimunitas dan kerentanan genetik.
(McCance & Huether, 2014)
Gambar 2.3
Patofisiologi Diabetes Mellitus Tipe 1
Diabetes mellitus tipe 1 terbagi menjadi 2 yaitu tipe 1A dan 1B. Tipe 1A disebabkan oleh genetik
dan faktor lingkungan, untuk tipe 1B tidak disebabkan oleh autoimun akan tetapi faktor lingkungan
seperti infeksi virus dan bakteri. Diabetes mellitus tipe 1 berkaitan dengan histocompatibility
leukocyte antigen (HLA) class II alleles (HLA-DQ dan HLA-DR). Kerusakan sel beta pankreas
diawali dengan terbentuknya autoantigen. Hal ini menyebabkan aktivasi dari T helper 1 (Th1) dan
T helper 2 (Th2) limfosit. Aktifnya Th1 menyebabkan pengeluaran IL-2 dan IFN. IL-2 mengaktivasi
autoantigen spesifik sitotoksik limfosit T yang dapat merusak sel beta pankreas. TNF mengaktivasi
makrofag dan mensitmulasi keluarnya inflmatory cytokines (IL-1 dan TNF) sehingga menyebabkan
kerusakan sel beta pankreas. Aktifnya Th2 menyebabkan keluarnya IL-4 yang dapat menstimulasi
limfosit B untuk berpoliferasi, produksi islet cell autoantibodies (ICAs) dan anti-glutamic acid
decarboxylase (antiGAD65) antibodies. AntiGAD65 berfungsi untuk mengatur keluarnya insulin
dari sel beta pankreas.
Antigen yang terlibat pada autoimun diabetes mellitus tipe 1 yaitu
antigen 64kD, asam glutamate dekarboksilase (GAD) dan antigen
sitoplasma sel islet (ICA), pada beberapa kasus antigen diatas digunakan
10
sebagai langkah untuk diagnostik awal dan untuk potensi intervensi terapi
imun. Pada kerentanan genetik yang berpengaruh adalah HLA kelas II,
variasi afinitasnya untuk peptide tertentu menimbulkan autoimun ke sel
beta. Beberapadimer kelas II tertentu, produk dari gen rentan yang dapat
mempromosikan autoimunitas sel beta setelah mengikat peptide. Individu
rentan apabila kerentanan mengikat peptide lebih kuat dari gen yang tidak
rentan dalam individu tersebut.Dapat disimpulkan bahwa hanya peptide
khusus yang dapat merangsang respon imun terhadap sel beta pankreas
(Homenta, 2012).
2.1.3.2 Patofisiologi diabetes mellitus tipe 2
Diabetes mellitus tipe 2 secara garis besar disebabkan oleh delapan hal,
kegagalan sel beta pankreas sehingga terjadi penurunan insulin dan
meningkatnya glukosa di aliran darah. Pada liver apabila sudah terjadi
resistensi insulin yang berat dapat memicu gluconeogenesis sehingga
produksi glukosa (HGP=hepatic glucose production) meningkat. Otot
mengalami gangguan transport glukosa kedalam sel akibat gangguan
fosforilasi tirosin, terjadi gangguan sintesis glikogen dan penurunan
oksidasi glukosa. Sel lemak yang resisten terhadap efek antilipolisis dari
insulin menyebabkan peningkatan lipolisis dan kadar asam lemak bebas
dalam plasma, peningkatan asam lemak bebas akan merangsang proses
glukoneogenesis dan asam lemak bebas juga akan mengganggu sekresi
insulin dapat juga disebut lipotoxicity. Organ usus memiliki respon insulin
yang besar terhadap glukosa karena terdapat 2 hormon GLP-1(glucagon-
like polypeptide-1) dan GIP (glucose-dependent insulinotrophic
11
polypeptide atau gastric inhibitory polypeptide).Pada diabetes mellitus tipe
2 terdapat penurunan GLP-1 dan resisten terhadap GIP.Saluran pencernaan
memiliki enzim alfa-glukosidase yang berfungsi untuk penyerapan glukosa
di usus melalui pemecahan polisakarida menjadi monosakarida sehingga
meningkatkan glukosa darah setelah makan.
(Zheng, Ley and Hu, 2017)
Gambar 2.4
Patofisiologi Diabetes Mellitus Tipe 2
Ada beberapa faktor yang dapat mengganggu sekresi insulin dan kerjanya yaitu berat badan yang
berlebihan, sedikitnya aktifitas fisik, merokok, minum alkohol, genetic, faktor lingkungan,
modifikasi ekspresi gen (epigenetics), dan diabetes gestational. Apabila orang yang tidak memiliki
criteria diatas akan menjadi normoglikemia, sebaliknya orang yang memiliki criteria diatas dapat
menyebabkan penurunan fungsi sel beta pankreas dan resistensi insulin. Hal ini menyebabkan
peningkatan produksi glukosa di hepar dan terjadinya penurunan intake glukosa pada otot dan
lemak. Sehingga menyebabkan kadar glukosa darah meningkat.
Pada sel alpha pankreas berperan dalam hiperglikemia, sel alpha berfungsi
sebagai sintesis glukagon yang dalam keadaan puasa pada plasma
meningkat, HGP(hepatic glucose production) dalam keadaan basal
meningkat daripada individu normal.Organ ginjal memfiltrasi 163 gram
glukosa sehari 90% glukosa terfiltrasi pada bagian convulated tubulus
12
proksimal melalui peran SGLT-2 ( Sodium Glucose co-Transporter)
sedangkan 10% sisa dari glukosa di absorbs pada tubulus desenden dan
asenden melalui SGLT-1, pada penderita diabetes mellitus tipe 2 terjadi
peningkatan gen SGLT-2. Organ yang terakhir adalah otak, insulin
merupakan penekan nafsu makan.Apabila terjadi resistensi insulin pada
otak, hal ini menyebabkan akan meningkatnya asupan makanan sehingga
glukosa darah meningkat (PERKENI, 2015).
2.1.4 Diagnosis diabetes mellitus
Untuk menegakkan diagnosis diabetes mellitus dapat melalui anamnesis
dan pemeriksaan laboratorium.Saat melakukan anamnesis terdapat keluhan :
1. Poliuria
2. Polidipsia
3. Polifagia
4. Penurunan berat badan yang tanpa sebab
5. Terdapat keluhan lain berupa lemah badan, kesemutan, gatal, disfungsi
ereksi pada pria, dan pruritus vulvae pada wanita.
(Luwiharto, Juliana 2018) Gambar 2.5
Tabel Diagnosis Diabetes Mellitus
13
Ada 3 cara untuk menegakkan diagnosis diabetes mellitus :
1. Jika terdapat keluhan diatas dan pemeriksaan glukosa plasma >200
mg/dL maka sudah dapat menegakkan diagnosis
2. Pemeriksaan glukosa plasma puasa, apabila kadarnya diatas atau sama
dengan 126 mg/dL dan memiliki keluhan diatas
3. Tes toleransi glukosa oral (TTGO). Tes ini lebih sensitif dan spesifik
daripada tes glukosa plasma puasa, tetapi TTGO ini sulit untuk dilakukan
karena membutuhkan persiapan yang khusus.
2.2 Pankreas
Pankreas merupakan organ aksesoris untuk sistem pencernaan manusia yang
memiliki dua fungsi yaitu sebagai penghasil enzim pencernaan(eksokrin) dan
sebagai penghasil hormon(endokrin).Pankreas terletak dibelakang dan dibawah
lambung, yang berfungsi sebagai eksokrin dan endokrin. Bagian eksokrin yang
utama terdiri dari kelompok-kelompok sel sekretorik mirip anggur yang
membentuk kantong yang dikenal sebagai asinus, yang berhubungan dengan duktus
dan bermuara di duodenum, bagian endokrin yang lebih kecil terdiri dari pulau-
pulau jaringan endokrin terisolasi, pulau langerhans yang tersebar diseluruh
pankreas (Sherwood, 2013).
2.2.1 Fisiologi pankreas
Pada kelenjar eksokrin pankreas mengelurakan getah pankreas yang terdiri
dari dua komponen yaitu : enzim pankreas yang secara aktif disekresikan oleh
sel asinus yang membentuk asinus dan lauran cair basa yang secara aktif
disekresikan oleh sel duktus yang melapisi duktus pankreatikus. Pada kelenjar
endokrin pankreas mengeluarkan hormone insulin dan glukagon, dimana
14
kedua hormon ini mengatur glukosa dalam darah. Kelenjar eksokrin
distimulasi oleh adanya kimus pada usus halus yang memicu pankreas
mengeluarkan sekretin dan kolesitokinin (CCK). Kelenjar endokrin
distimulasi oleh adanya peningkatan kadar gula darah sehingga
mengeluarkan hormon insulin yang berfungsi membawa glukosa menuju
seluruh jaringan sel otot dan lemak yang ada ditubuh melalui transportasi
GLUT4, apabila terjadi penurunan kadar gula darah maka mengeluarkan
hormon glukagon sehingga terjadi proses glikogenolisis dan glukoneogenesis
dihati (Sherwood, 2013).
2.2.2 Gambaran histologi pankreas
Pada bagian endokrin terdapat komponen asini serosa dan sel zimogenik yang
berbentuk lobulus kecil dan tersusun rapat.Diantara lobulus terdapat septum
jaringan ikat dan interlobularis yang mengandung pembuluh darah, duktus
interlobularis,dan saraf (Baqarizky et al., 2015). Terdapat pulau langerhans didalam
asini serosa, Pulau langerhans membentuk 1-2% organ pankreas. 60% massa pulau
langerhans terdapat sel beta sebagai sintesis dan sekeresi insulin, 25% massa pulau
langerhans terdapat sel alfa sebagai penghasil hormone glucagon, terdapat juga sel
delta sebagai sintesis somatostatin, sel F mensekresi polipeptida pankreas, dan
beberapa jaringan penyambung, pembuluh darah, dan saraf (difiore, 2008).
15
(difiore, 2008)
Gambar 2.6
Histologi Pankreas dengan pewarnaan HE dan perbesaran 40x
2.2.3 Gambaran histopatologi pankreas
Gambaran Histopatologi pankreas yang diinduksi aloksan memiliki
gambaran, pada bagian eksokrin pulau Langerhans masih dapat dibedakan.
Nukleus berbentuk tidak beraturan ada yang berbentuk lonjong hingga bulat,
bentuk sel tidak terlihat dengan jelas (Baqarizky et al., 2015). Vakuolisasi
merupakan bentukan vakuola besar dalam sel in vivo binatang dan hal ini
terjadi secara spontan akibat induksi toksin atau viral pathogen (Shubin et al.,
2016).
16
(Walvekar, 2014)
Gambar 2.7
Histopatologi Pankreas Tikus dengan pewarnaan HE dan perbesaran 400x, panah
kuning berhuruf V menunjukkan vakuolisasi dan panah kuning berhuruf I
menunjukkan insula pancreatica
(Willcox and Gillespie, 2015)
Gambar 2.8
Histopatologi Pankreas Manusia dengan pewarnaan hematoxylin blue dan
perbesaran 400x Gambaran pankreas manusia in situ (a) gambaran pulau langerhans dengan pewarnaan hematoxylin
(blue) yang dikelilingi sel asinar. (b) menyoroti area yang digariskan oleh kotak hitam. (a)
menunjukkan perbedaan antara sitoplasma sel pulau langerhans (panah oranye) yang bbernoda
ringan dan sitoplasma sel asinar yang lebih gelap (panah hitam). Batas antara kompartemen pulau
langerhans dan eksokrin ditandai oleh garis hitam putus-putus.
2.3 Oksidan
Oksidan merupakan molekul oksigen yang tidak stabil atau molekul lainnya
yang tidak stabil. Molekul dikatakan tidak stabil apabila mengandung satu atau
lebih elektron bebas sehingga dapat menyebabkan sangat reaktif. Dalam tubuh
terdapat molekul oksigen yang stabil dan ada pula yang tidak stabil disebut radikal
bebas, apabila radikal bebas kadarnya berlebihan dapat berbahaya bagi tubuh
manusia. Radikal bebas bisa diperoleh dari : sinar UV, polusi udara, asap rokok,
17
insektisida, olahraga berat dan obat-obatan (Aslani and Ghobadi, 2016). Oksidan
merupakan molekul yang normalnya didapatkan pada metabolisme anaerob dan
dapat larut dalam air, apabila oksidan tidak seimbang dengan antioksidan maka
akan menyebabkan sel mengalami stress oksidatif.
2.3.1 Aloksan
Aloksan atau 2,4,5,6-tetraoksipirimidin; 5,6 dioksiurasil adalah suatu
substrat yang secara structural adalah derivate pirimidin sederhana.Aloksan
murni diperoleh dari oksidasi asam urat oleh asam nitrat, senyawa kimia ini
tidak stabil dan senyawanya hidrofilik, dan waktu paruh aloksan pada pH 7,4
pada suhu 37 derajat adalah 1,5 menit. Dapat diberikan dengan intraven,
intraperitonial dan subkutan.Dosis intravena 65mg/kgBB apabila secara
intraperitoneal dan subkutan 2-3 kali dosis (Irdalisa, et al.2015). Mekanisme
kerja aloksan dalam merusak sel beta pankreas dengan cara menghasilkan
radikal bebas dalam jumlah besar sehingga menimbulkan stress oksidatif, hal
ini menyebabkan terganggunya permeabilitas membran sel beta pankreas
(Winarsi, et al.2013). Tahapan pertama aloksan diinjeksikan ke hewan coba,
setelah 30 menit terjadi transien hipoglimekemia, sehingga memberikan
sinyal untuk meningkatkan kadar insulin plasma. Setelah 1 jam aloksan
berada didalam sirkulasi aloksan meningkatkan glukosa dalam darah dan
menurunkan kadar insulin dalam plasma yang diakibatkan sel beta pankreas
mengalami kontak dengan toxin sehingga terhinbisi sekresi insulinnya,
aloksan menginduksi rusaknya organel subseluler seperti endoplasmik
retikulum, badan golgi, dan mitokondria. Kerusakan ini bersifat irreversible
sehingga menyebabkan sel nekrosis. Aloksan memasuki sitosol sel beta
18
pankreas melalui transpot glukosa (GLUT2) hasil reduksi aloksan
menyebabkan penurunan kadar glutathione (GSH), cysteine, dan sulfhydryl
(-SH). Aloksan mengikat glukosa dengan bereaksi dengan dua ion sulfhydryl
yang menyebabkan inaktif enzim di dalam sel beta. Reaksi reduksi aloksan
menghasilkan dialuric acid yang re-oksidasi membentuk aloksan kembali
dan membentuk reaksi redoks yang menghasilkan reactive oxygen species
(ROS) dan superoxide radicals. Superoxide dismutase mereduksi Superoxide
radicals menghasilkan hidrogen peroksida (H2O2) dan Oksigen (O2). Selain
itu, ditemukan mekanisme bahwa aloksan dapat menginduksi pengeluaran
ion kalsium dari mitokondria yang berakibat pada oksidasi sel yang
terganggu. Keluarnya ion kalsium dari mitokondria mengakibatkan
homeostasis yang merupakan awal dari kematian sel (Rohilla and Ali, 2012).
Reactive oxygen species (ROS) berperan terhadap patogenesis berbagai
inflamasi dan disfungsi sel beta pankreas, penurunan kadar enzim antioksidan
menjadikan sel beta pankreas rentan terhadap stress oksidatif (Retnaningsih
et al, 2013). ). Stress oksidatif pada diabetes diantaranya akibat perubahan
metabolisme karbohidrat dan lipid yang akan meningkatkan pembentukan
ROS dari reaksi glikasi dan oksidasi lipid menrunkan sistem perthanan
antioksidan diantaranya GSH, ROS akan meningkatkan pembentukan Tumor
necrosis factor-a (TNF-a). Tumor necrosis factor-a (TNF-a) dapat
mengakibatkan resistensi insulin melalui penurunan autofosforilasi dari
reseptor insulin, perubahan reseptor insulin menjadi inhibitor insulin reseptor
tyrosine kinase activitiy, dan penurunan insulin-sensitive glucose transport
(GLUT-4), meningkatkan sirkulasi asam lemak, merubah fungsi sel beta
19
pankreas, meningkatkan kadar trigliserida dan menurunkan kadar HDL
(Widowati W, 2008). Pada penelitian yang dilakukan febrianda pengukuran
gula darah secara progresif, pada tikus yang diinduksi aloksan dengan dosis
150mg/kgBB pada hari pertama 300 mg/dl, hari kedua 360 mg/dl, hari ketiga
450 mg/dl, hari keempat 510 mg/dl, hari kelima 490 mg/dl, hari keenam
470mg/dl, hari ketujuh 475 mg/dl sehingga terjadi penurunan kadar insulin
atau kerusakan pulau langerhans yang progresif (Febrianda, 2014).
2.4 AntiOksidan
Antioksidan merupakan pertahanan pertama tubuh dalam melindungi sel
dan jaringan dari stress oksidatif yang diakibatkan oleh oksidan yang
berlebihan, dengan cara mereduksi oksidan menjadi senyawa yang lebih
sederhana. Antioksidan dibagi menjadi 2 yaitu antioksidan endogen dan
antioksidan eksogen. Antioksidan endogen yang diproduksi dalam tubuh
berupa –glutathione peroxidase, superoxide dismutase, dan catalase berfungsi
melindungi sel dari radikal bebas yang dapat menyebabkan kerusakan sel
(Yadav et al, 2016). Superoxide dismutase merupakan lini pertama dari
pertahanan sel terhadap oksidan, kadar SOD sangat berpengaruh terhadap
radikal bebas dan fungsi SOD yaitu mempercepat dismutase O2 dan menjaga
keseimbangan antara oksidan dan antioksidan (Ramadhani, 2019). Antioksidan
endogen SOD memiliki peran berupa mengubah superoxide radicals menjadi
hidrogen peroksida dengan proses dismutase, enzim SOD mampu mengambil
2 molekul superoxide radicals lalu melepaskan elektron ekstra pada salah satu
molekul dan menempatkan pada molekul lainnya, sehingga jumlah elektron
molekul menjadi berkurang dan membentuk oksigen normal, CAT memiliki
20
peran merubah hidrogen peroksida (H2O2) menjadi air (H2O) dan oksigen (O2)
dengan mengkatalis dekomposisi hidrogen peroksida dengan bantuan enzim
gluthation peroxidase (Birben et al, 2012). Antioksidan eksogen yang
didapatkan dari luar tubuh seperti ( flavonoid, vitamin, mineral, anthocyanin,
steroid, saponin, fenolik, triterpenoid, alkaloid, glikosida dan kuinon) yang
juga memiliki fungsi mereduksi radikal bebas yang ada didalam tubuh,
antioksidan eksogen ditemukan pada buah-buahan dan sayuran (Yadav et
al.2016).
2.4.1 Vitamin C
Vitamin C (Asam Askorbat) merupakan senyawa yang dapat larut air dan
memiliki peranan yang penting bagi tubuh manusia seperti dalam sintesis
kolagen, metabolism kolesterol dan sebagai antioksidan. Fungsi dari
antioksidan vitamin C yaitu dapat menurunkan radikal bebas, lipid
peroksidasi, dan ROS serta melindungi makromolekul dalam tubuh manusia
dari kerusakan radikal bebas (Michels et al., 2014). Vitamin C memiliki
mekanisme antioksidan terhadap sel beta pankreas sehingga mencegah
terjadinya kerusakan sel beta pankreas dan penurunan jumlah produksi
insulin dari sel beta itu sendiri, hal ini menyebabkan penurunan kadar gula
darah dan HbA1c pada studi yang dilakukan pada penderita diabetes mellitus
(Dakhale, 2011). Vitamin C dan glukosa membutuhkan insulin untuk dapat
menembus membran sel, vitamin C memiliki struktur yang sama dengan
glukosa sehingga vitamin C menjadi antagonis glukosa dalam penetrasi
menuju membran sel dengan spesial pump, selain itu vitamin C memiliki
mekanisme menghambat glikasi protein, glikasi protein dapat meningkatkan
21
ROS dengan oksidasi glukosa yang mengasilkan AGEs (advancaed glycogen
end-products) (Santosh, 2017).
2.4.2 Flavonoid
Merupakan kelompok dari senyawa fenolik yang dapat ditemukan pada
buah dan sayur. Pada beberapa penelitian didapatkan flavonoid memiliki
aktivitas biologis sebagai antiinflamasi, antiviral, antikanker, penangkap
radikal bebas dan menurunkan resiko terjadinya penyakit kardiovaskuler.
Aktivitas biologis pada flavonoid ini bergantung terhadap banyaknya gugus
–OH, semakin tinggi gugus –OH maka aktivitas biologisnya semakin kuat
(Segar et al., 2011). Selain itu beberapa penelitian menyatakan bahwa
flavonoid dengan jenis proanthocyanidin, quercetin, epicathechin, fisetin,
genistein, dan naringin memiliki efek protektif terhadap degenerasi sel beta
pankreas dengan mekanisme molekuler yaitu supresi oksidatif stress dan
menginhibisi kerusakan DNA, selain itu juga meningkatkan kadar
antioksidan endogen berupa catalase, glutathione peroxidase, glutathione S
transferase, dan superoxide dismutase. Antioksidan endogen tersebut
berfungsi sebagai inhibisi dari akumulasi ROS dan lipid peroksidase sehingga
mencegah sel beta pankreas mengalami autophagy, apoptosis atau
necroptosis (Ghorbani, 2019).
2.4.3 Alkaloid
Alkaloid merupakan senyawa aktif yang memiliki sifat basa dan
mengandung satu atau lebih atom nitrogen, senyawa ini diproduksi oleh
beberapa mikroorganisme, tumbuhan, dan jamur (Yaribeygi and Atkin,
2019). Alkaloid diketahui memiliki efek antioksidan dan mereduksi radikal
22
bebas (Tang et al., 2019). Sel beta pankreas merupakan sel yang sangat
mudah terkena stress oksidatif dan repair DNA yang buruk, sehingga apabila
terjadi peningkatan ROS dapat menyebabkan resistensi insulin dan disfungsi
sel beta. Alkaloid merupakan radical scavenging yang memiliki kemampuan
untuk mengurangi stress oksidatif yang terjadi di sel pankreas dengan
menyeimbangkan H2O2 menjadi H2O dan O2 (Tiong et al, 2013).
2.4.4 Saponin
Saponin adalah senyawa yang berbentuk glikosida dan tersebar luas pada
tumbuhan tingkat tinggi. saponin dalam tanaman memiliki aktivitas antioksidan
yang kuat dan dapat menjadi kandidat potensial antioksidan baru yang akan
mengandalkan kemampuan radical scavenger nya untuk mengatasi berbagai
radikal bebas (Chen Y et al., 2014). Saponin dapat menginduksi sekresi insulin
dengan cara proteksi sel beta, saponin memiliki mekanisme menghambat sitokin
IL-6 yang menginduksi sel untuk apoptosis sehingga sel beta pankreas tidak
mengalami penurunan jumlah dan dapat produksi insulin (Choi et al, 2017).
2.4.5 Tanin
Tanin adalah senyawa yang memiliki jumlah gugus hidroksi fenolik yang
ditemukan pada tumbuhan. Tanin merupakan antioksidan yang dapat bekerja
sebagai pereduksi radikal bebas, bahan ini memiliki kemampuan mereduksi
zat aktif radikal seperti superoksida, hidroksil dan peroksil yang diketahui
penting dalam seluler prooxidant (Serrano et al., 2009). Tanin memiliki efek
proteksi terhadap kerusakan sel akibat radikal bebas, stress oksidatif dan lipid
peroksidase. Dengan mekanisme peningkatan antioksidan endogen yaitu
SOD dan CAT. Kedua antioksidan tersebut mereduksi stress oksidatif,
hidrogen peroksidase, dan lipid peroksidase pada sel yang meningkat,
23
sehingga menurunkan jumlah nekrosis sel akibat radikal bebas
(Ravichandiran, 2012).
2.4.6 Triterpenoid
Triterpenoid merupakan senyawa yang memiliki struksur siklik,
kebanyakan berupa alkohol, aldehida atau asam karboksilat. Triterpenoid
memiliki kemampuan menginhibisi reactive oxygen species (ROS) (Cen et
al., 2017). Triterpenoid memiliki kemampuan menghambat kerusakan sel
beta pankreas dengan menginhibisi IL-6 dan radikal bebas melalui
mekanisme peningkatan kadar antioksidan endogen berupa CAT dan GSH.
Mekansime triterpenoid meningkatkan antioksidan endogen melalui aktivasi
energi homeostastis intraseluler berupa AMPK (5’adenosine
monophosphate-activated protein kinase) dan Nrf2 (nuclear factor
(erythroid-derved 2)-like 2) yang dapat sintesis GSH dan CAT (Mabhida et
al, 2017).
2.4.7 Fenolik
Fenolik adalah senyawa yang memiliki berbagai efek biologis seperti
antioksidan dengan cara menangkap dan mereduksi radikal bebas, fenolik
memiliki gugus –OH yang berfungsi sebagai transfer elektron untuk
menstabilkan radikal bebas (Mustika et al., 2011). Fenolik juga dapat
meningkatkan enzim glutathione-S-transferase yang berfungsi sebagai
proteksi sel dari stress oksidatif dan mencegah terjadinya toksisitas sel yang
disebabkan peningkatan ROS oleh hidrogen peroksida (Martin et al, 2013).
24
2.5 Perbedaan Pankreas Manusia dan Tikus
Perbedaan Manusia Tikus
Segmen
Ukuran
Bentuk dan
Letak
Kerentanan
Pankreas
Diameter
Lobulus
Letak sel
alpha
Letak sel beta
Memiliki 3 segmen
(Tsuchitani, Sato and
Kokoshima, 2016)
10 cm (Dolenšek et al.,
2015)
Memiliki pelindung
berupa dinding abdomen
berupa otot (Tsuchitani,
Sato and Kokoshima,
2016)
1-10 mm (Dolenšek et
al., 2015)
Tersebar di Pulau
Langerhans(Dolenšek et
al., 2015)
Tersebar di Pulau
Langerhans (Dolenšek et
al., 2015)
Memiliki 4
segmen(Tsuchitani, Sato
and Kokoshima, 2016)
1 cm (Dolenšek et al.,
2015)
Tidak memiliki
pelindung (Tsuchitani,
Sato and Kokoshima,
2016)
0,5-1 mm (Dolenšek et
al., 2015)
Mengelilingi Pulau
Langerhans(Dolenšek et
al., 2015)
Berkonsentrasi ditengah
sedikit berada di tepi
Pulau Langerhans
(Dolenšek et al., 2015)
25
2.6 Bawang Dayak
Bawang dayak (Eleutherine palmifolia (L.)Merr.) merupakan tanaman yang
hidup di Kalimantan tengah, Bawang dayak merupakan tanaman herba semusim.
Bawang dayak sering dimanfaatkan sebagai bahan olah pangan.Tinggi batangnya
dapat mencapai hingga 60 cm. Batangnya semu membentuk lapisan bulbus
dibagian bawah permukaan tanah. Bulbus tersebut berwarna merah membentuk
bulat telur. Klasifikasi tanaman bawang dayak (Eleutherine palmifolia (L.)Merr.)
Kingdom : Plantae
Divisi : Spermatophyta
Sub divisi : Angiospermae
Kelas : Monocotyledonae
Bangsa : Liliales
Suku : Iridaceae
Marga : Eleutherine
Jenis : Eleuthrine palmifolia (L) Merr)
(Puspadewi, Adirestuti dan Menawati. 2013)
(Mustika et al., 2011)
Gambar 2.9
Bawang Dayak
Bawang dayak dapat ditemukan pada daerah pegunungan antara 600 sampai 1500
m diatas permukaan laut. Mudah untuk ditanam dan tidak tergantung pada musim,
26
membutuhkan waktu 2 hingga 3 bulan untuk panen setelah menanam. Memiliki
cirri-ciri yang spesifik yaitu permukaan licin, berwarna merah menyala,dan bentuk
daun seperti pita bergaris.Selain itu bawang dayak juga memiliki senyawa bioaktif
berupa Vitamin C, steroid, flavonoid, saponin, fenolik, triterpenoid, dan alkaloid
(Mustika et al., 2011).
Tabel 2.1 Hasil Uji Fitokimia Ekstrak Bawang Dayak
Keterangan : (-) Tidak mengandung senyawa yang diuji, (+) Mengandung enyawa
yang diuji (Setiawan, 2017).
Tabel 2.2 Kadar Flavonoid (Claudea, 2017)
Untuk mendapatkan ektraksi yang menyeluruh dan mendapatkan senyawa-senyawa
yang mempunyai aktivitas farmakologi maka pemilihan pelarut sangat penting,
pelarut yang ideal adalah alkohol atau etanol karena merupakan pelarut
pengekstrasksi yang terbaik untuk hampir semua senyawa dengan berat molekul
yang rendah (Arifianti, 2014).
Kandungan Etanol dan
Air
Etanol 96% Etilasestat
Alkaloid
Flavonoid
Tanin
Fenolik
Saponin
Triterpenoid
+
+
-
+
+
-
+
+
+
+
+
-
+
+
-
+
-
+
Jenis Pelarut Waktu Ekstraksi Total Flavonoid
Heksan
10
20
30
92.97 ± 5.80
100.75 ± 1.23
95.20 ± 7.67
Etanol 96%
10
20
30
94.32 ± 6.38
116.56 ± 7.48
106.03 ± 5.84