BAB II LANDASAN TEORI -...

17
4 BAB II LANDASAN TEORI A. Tinjauan Pustaka 1. Kelor (Moringa oleifera) a. Klasifikasi Tanaman kelor memiliki klasifikasi sebagai berikut; Kingdom: Plantae (Tumbuhan); Subkingdom: Tracheobionta (Tumbuhan berpembuluh) ; Super Divisi: Spermatophyta (Menghasilkan biji); Divisi: Magnoliophyta (Tumbuhan berbunga); Kelas: Magnoliopsida (berkeping dua/dikotil); Sub Kelas: Dilleniidae; Ordo: Capparales; Famili: Moringaceae; Genus: Moringa; Spesies: Moringa oleifera Lam (Krisnadi, 2013). Kelor (Moringa oleifera) tumbuh dalam bentuk pohon, berumur panjang (perenial) dengan tinggi 7 - 12 m. Batang berkayu (lignosus), tegak, berwarna putih kotor, kulit tipis, permukaan kasar. Percabangan simpodial, arah cabang tegak atau miring, cenderung tumbuh lurus dan memanjang. Perbanyakan bisa secara generatif (biji) maupun vegetatif (stek batang). Tumbuh di dataran rendah maupun dataran tinggi sampai di ketinggian ± 1000 m dpl, banyak ditanam sebagai tapal batas atau pagar di halaman rumah atau ladang. Kelor merupakan tanaman dapat mentolerir berbagai kondisi lingkungan, sehingga mudah tumbuh meski dalam kondisi ekstrim seperti temperatur yang tinggi, di bawah naungan dan dapat bertahan hidup di daerah bersalju ringan. Kelor tahan dalam musim kering yang panjang dan tumbuh dengan baik di daerah dengan curah hujan tahunan berkisar antara 250 sampai 1500 mm. Meskipun lebih suka tanah kering lempung berpasir atau lempung, tetapi dapat hidup di tanah yang didominasi tanah liat. Perbanyakan Kelor dapat dilakukan dengan metode penyemaian langsung dengan biji atau menggunakan stek batang. Daun Kelor dapat dipanen setelah tanaman tumbuh 1,5 hingga 2 meter, yang biasanya memakan waktu 3 sampai 6 bulan. Namun dalam budidaya intensif yang bertujuan untuk produksi daunnya, Kelor dipelihara dengan ketinggian tidak lebih dari 1 meter. Pemanenan dilakukan dengan cara memetik batang daun

Transcript of BAB II LANDASAN TEORI -...

Page 1: BAB II LANDASAN TEORI - abstrak.ta.uns.ac.idabstrak.ta.uns.ac.id/wisuda/upload/S531308024_bab2.pdf · Kelor merupakan tanaman yang kaya akan nutrisi seperti halnya Zat ... penyakit

4

BAB II

LANDASAN TEORI

A. Tinjauan Pustaka

1. Kelor (Moringa oleifera)

a. Klasifikasi

Tanaman kelor memiliki klasifikasi sebagai berikut; Kingdom:

Plantae (Tumbuhan); Subkingdom: Tracheobionta (Tumbuhan

berpembuluh) ; Super Divisi: Spermatophyta (Menghasilkan biji); Divisi:

Magnoliophyta (Tumbuhan berbunga); Kelas: Magnoliopsida (berkeping

dua/dikotil); Sub Kelas: Dilleniidae; Ordo: Capparales; Famili:

Moringaceae; Genus: Moringa; Spesies: Moringa oleifera Lam (Krisnadi,

2013).

Kelor (Moringa oleifera) tumbuh dalam bentuk pohon, berumur

panjang (perenial) dengan tinggi 7 - 12 m. Batang berkayu (lignosus), tegak,

berwarna putih kotor, kulit tipis, permukaan kasar. Percabangan simpodial,

arah cabang tegak atau miring, cenderung tumbuh lurus dan memanjang.

Perbanyakan bisa secara generatif (biji) maupun vegetatif (stek batang).

Tumbuh di dataran rendah maupun dataran tinggi sampai di ketinggian ±

1000 m dpl, banyak ditanam sebagai tapal batas atau pagar di halaman

rumah atau ladang. Kelor merupakan tanaman dapat mentolerir berbagai

kondisi lingkungan, sehingga mudah tumbuh meski dalam kondisi ekstrim

seperti temperatur yang tinggi, di bawah naungan dan dapat bertahan hidup

di daerah bersalju ringan. Kelor tahan dalam musim kering yang panjang

dan tumbuh dengan baik di daerah dengan curah hujan tahunan berkisar

antara 250 sampai 1500 mm. Meskipun lebih suka tanah kering lempung

berpasir atau lempung, tetapi dapat hidup di tanah yang didominasi tanah

liat. Perbanyakan Kelor dapat dilakukan dengan metode penyemaian

langsung dengan biji atau menggunakan stek batang. Daun Kelor dapat

dipanen setelah tanaman tumbuh 1,5 hingga 2 meter, yang biasanya

memakan waktu 3 sampai 6 bulan. Namun dalam budidaya intensif yang

bertujuan untuk produksi daunnya, Kelor dipelihara dengan ketinggian tidak

lebih dari 1 meter. Pemanenan dilakukan dengan cara memetik batang daun

Page 2: BAB II LANDASAN TEORI - abstrak.ta.uns.ac.idabstrak.ta.uns.ac.id/wisuda/upload/S531308024_bab2.pdf · Kelor merupakan tanaman yang kaya akan nutrisi seperti halnya Zat ... penyakit

5

dari cabang atau dengan memotong cabangnya dengan jarak 20 sampai 40

cm di atas tanah (Krisnadi, 2013).

b. Kandungan Gizi

Kelor merupakan tanaman yang kaya akan nutrisi seperti halnya Zat

gizi makro dan mikro, mineral, vitamin. Berbagai bagian dari tanaman Kelor

seperti daun, akar, biji, kulit kayu, buah, bunga dan polong dewasa,

bertindak sebagai stimulan jantung dan peredaran darah, memiliki anti-

tumor, anti-piretik, anti-epilepsi, anti-inflamasi, anti-ulcer, anti-spasmodic,

diuretik, anti-hipertensi, menurunkan kolesterol, antioksidan, anti-diabetik,

hepatoprotektif, anti-bakteri dan anti-jamur (Krisnadi, 2013).

Tabel 2.1. Kandungan Nutrisi Serbuk Daun Kelor

Zat gizi Satuan Serbuk daun per 100 gram

vitamin A Mg 16,3

vitamin C Mg 17,3

vitamin E Mg 113,6

Flavonoid Mg 473.3

Selenium µg 0,9

Sumber : Krisnadi 2013 dan Rahmat 2009

Antioksidan dalam makanan dapat didefinisikan sebagai zat yang

mampu menunda, memperlambat atau mencegah perkembangan dalam

makanan dari tengik atau kerusakan rasa lain karena oksidasi (Porkony et

al,. 2001). Antioksidan merupakan senyawa yang penting dalam menjaga

kesehatan manusia karena berfungsi meredam radikal bebas. Antioksidan

adalah suatu senyawa yang dapat menetralkan dan meredam radikal bebas

dan menghambat terjadinya oksidasi pada sel sehingga mengurangi

terjadinya kerusakan sel. Kemajuan penelitian di bidang kesehatan

menunjukkan bahwa radikal bebas dapat mengganggu kesehatan kita

misalnya kanker, penyakit hati, penyakit degeneratif seperti artherosklerosis,

kardiovaskular, jantung, penuaan dini, rematik (Hernani dan Raharjo 2005)

Berdasarkan uji fitokimia pada daun kelor adalah positif mengandung

flavonoid (Rohyani et al,. 2015). Flavonoid merupakan tanaman metabolit

sekunder yang terdapat pada tanaman hijau, kecuali alga. Termasuk senyawa

fenolik alam yang berpotensi sebagai antioksidan dan mempunyai bioaktif

Page 3: BAB II LANDASAN TEORI - abstrak.ta.uns.ac.idabstrak.ta.uns.ac.id/wisuda/upload/S531308024_bab2.pdf · Kelor merupakan tanaman yang kaya akan nutrisi seperti halnya Zat ... penyakit

6

sebagai obat. Flavonoid mempunyai manfaat pada tubuh manusia antara lain

untuk melindungi struktur sel, meningkatkan efektivitas vitamin c, anti

inflamasi dan antibiotik. Kandungan flavonoid dapat menghambat aktivitas

enzim ɑ glucosidase mengganggu pemecahan maltosa menjadi glukosa

sehingga sulit diserap oleh intestinum (Husain et al, 2012). Flavonoid yang

disintesis dari bunga pohon pisang memiliki potensi untuk mengaktivasi

reseptor tyrosin kinase insulin. Aktivasi reseptor tyrosin ini akan

meningkatkan GLUT-4 pada permukaan sel (terutama otot skelet) sehingga

terjadi peningkatan transport glukosa ke dalam sel (Ganugapati et al, 2012).

Flavonoid quercetin menyebabkan regenerasi sel β pankreas yang mungkin

meningkatkan produksi insulin pada tikus DM yang diinduksi Streptozotocin

(Vessal et al, 2003)

Vitamin C berperan menekan proses aktivasi jalur poliol dan glikasi

protein pada penderita diabetes melitus sehingga produksi radikal bebas

menjadi berkurang (Iqbal et al., 2004) Sebagai antioksidan, vitamin C peran

utama adalah untuk menetralisir radikal bebas. Asam askorbat dapat bekerja

baik di dalam dan di luar sel untuk memerangi kerusakan radikal bebas

karena sifatnya larut dalam air. Radikal bebas mencari pasangan elektron

untuk mendapatkan kembali stabilitas mereka. Vitamin C adalah sumber

elektron karena itu dapat menyumbangkan elektron radikal bebas seperti

hidroksil dan superoksida radikal dan memuaskan reaktivitas mereka (Iqbal

2004).

Vitamin A dalam tumbuhan terdapat dalam bentuk prekusor

(provitamin). Provitamin A terdiri dari α, β, dan γ-karoten. β –karoten

merupakan pigmen kuning dan salah satu jenis antioksidan yang memegang

peranan penting dalam mengurangi reaksi berantai radikal bebas dalam

jaringan. Vitamin A (kareotenoid) dapat melindungi sel dari kerusakan dan

menurunkan risiko kanker dan penyakit kardiovaskular. Vitamin A, vitamin

larut lemak memiliki properti antioksidan yang memainkan peran penting

dalam pemulungan radikal bebas yang mirip dengan vitamin D dan E

(Banala, 2015). Suplemenasi vitamin A dapat meningkatkan aktivitas

katalase hati tikus diabetes (Zobali, 2002). Vitamin A, selain perannya

Page 4: BAB II LANDASAN TEORI - abstrak.ta.uns.ac.idabstrak.ta.uns.ac.id/wisuda/upload/S531308024_bab2.pdf · Kelor merupakan tanaman yang kaya akan nutrisi seperti halnya Zat ... penyakit

7

sebagai antioksidan, menawarkan peran pleiotropik dalam regulasi sel

melalui aksinya pada regulasi gen, pemeliharaan integritas sel epitel, dan

ketahanan terhadap infeksi. Peran vitamin A adalah up-regulation fungsi

enzim antioksidan dalam tubuh (Iqbal, 2015).

Kandungan selenium pada daun kelor kering adalah 0,9 µg/100 gram

(Krisnadi, 2013). Selenium merupakan kofaktor regulatori dan katalitik

untuk protein (enzim) yang mengandung selenosistein. Selenium berfungsi

penting untuk mengaktifkan glutation peroksidase, yaitu salah satu enzim

yang sangat penting dalam tubuh yang menetralisir radikal-radikal bebas

(Rita et al,. 2009). RDA selenium per hari adalah 55-77 µg/day dan

dikategorikan menjadi deficienct (33% < RDA), Adequate (66%-200% dari

RDA) dan kelebihan (>200% dari RDA) (Caroline, 2013).

Vitamin E merupakan antioksidan terpenting yang larut dalam lemak,

proteksi terhadap membran lipid dari kerusakan oksidatif. Vitamin E

mempunyai fungsi utama sebagai antioksidan larut lemak dan mudah

memberikan hidrogen dari gugus hidroksil (OH) pada struktur cincin ke

radikal bebas. Memiliki peranan biologik utama yaitu memutuskan rantai

proses peroksidasi lipida sehingga terbentuk radikal vitamin E yang stabil

dan tidak merusak. Menurut dugaan terjadi regenerasi dengan bantuan

vitamin C atau reduktase lain yang mereduksi radikal vitamin E ke bentuk

aslinya (Almatsier, 2010). Vitamin E mempunyai dua isomer yaitu tokoferol

dan tokotrienol. Tokoferol berfungsi sebagai antioksidan yang mampu

mempertahankan integritas membran. Tokoferol bekerja sebagai scavenger

radikal bebas oksigen, peroksi lipid dan oksigen tunggal. Adapun tokotrienol

merupakan antioksidan yang dapat bekerja cepat, dengan cara

mempengaruhi ekspresi gen yang berkaitan dengan induksi ekspresi protein

yang terlibat dalam penghambatan sel kanker sehingga penyebarannya dapat

dicegah. (Hadi et al., 2013). Vitamin E memperbaiki potensi sistem

pertahanan radikal bebas dan memiliki efek menguntungkan dalam

perbaikan transpor glukosa dan sensitivitas insulin (Setiawan, 2005).

Page 5: BAB II LANDASAN TEORI - abstrak.ta.uns.ac.idabstrak.ta.uns.ac.id/wisuda/upload/S531308024_bab2.pdf · Kelor merupakan tanaman yang kaya akan nutrisi seperti halnya Zat ... penyakit

8

2. Diabetes mellitus tipe 2

a. Pengertian

Diabetes melitus (DM) tipe 2 adalah suatu sindrom metabolik yang

disebabkan oleh resistensi insulin dan defisiensi insulin (Ndraha, 2014). DM

Tipe 2 juga dapat diartikan sebagai penyakit hiperglikemi akibat insensivitas

sel terhadap insulin. Diabetes melitus tipe II disebut sebagai non-insulin

dependent diabetes mellitus karena sel-sel beta pancreas tetap menghasilkan

insulin. DM tipe 2 adalah penyakit gangguan metabolik yang ditandai oleh

kenaikan gula darah akibat penurunan sekresi insulin oleh sel beta pankreas

dan atau ganguan fungsi insulin (resistensi insulin) (Fatimah, 2015).

Penderita diabetes tipe 2 bevariasi, mulai dari yang dominan resistensi

insulin disertai defisiensi insulin relatif sampai yang dominan defek sekresi

insulin disertai resistensi insulin. Sebanyak 90 hingga 95 % penderita diabetes

termasuk dalam DM tipe 2. Kebanyakan pasien DM tipe 2 mengalami

obesitas dan obesitas sendiri menyebabkan resistensi insulin. Diabetes tipe 2

sering tidak terdiagnosis selama bertahun-tahun karena hiperglikemia

berkembang secara bertahap dan pada tahap-tahap awal tidak nampak gejala

klasik diabetes (Ndraha, 2014).

Penyakit DM tipe 2 merupakan tipe DM yang lebih umum, lebih

banyak jumlah penderitanya dibandingkan DM tipe 1. Berbeda dengan DM

tipe 1, pada penderita DM tipe 2 di tahap awal umumnya dapat dideteksi

jumlah insulin yang cukup di dalam darahnya walaupun kadar glukosa juga

tinggi. Pada DM tipe 2 tidak terjadi pengrusakan sel-sel β Langerhans secara

otoimun sebagaimana yang terjadi pada DM tipe 1. Dengan demikian

defisiensi fungsi insulin pada penderita DM tipe 2 hanya bersifat relatif tidak

absolut. Sehingga dalam penanganan umumnya tidak menggunakan

memerlukan terapi insulin (Ndraha, 2014).

Sel-sel β pankreas mensekresi insulin melalui 2 fase. Fase pertama

sekresi terjadi setelah stimulus atau rangsangan glukosa yang ditandai dengan

meningkatnya kadar glukosa darah, sedangkan sekresi fase kedua terjadi

sekitar 20 menit sesudahnya. Awal perkembangan DM tipe 2, terjadi

gangguan sekresi insulin fase pertama yang ditunjukkan oleh sel-sel β

Page 6: BAB II LANDASAN TEORI - abstrak.ta.uns.ac.idabstrak.ta.uns.ac.id/wisuda/upload/S531308024_bab2.pdf · Kelor merupakan tanaman yang kaya akan nutrisi seperti halnya Zat ... penyakit

9

pankreas, yaitu sekresi insulin gagal mengkonpensasi resistensi insulin. Jika

hal tersebut tidak ditangani dengan baik, maka perkembangan penyakit

selanjutnya penderita DM tipe 2 akan mengalami kerusakan sel-sel β

pankreas yang terjadi secara progresif mengakibatkan defisiensi insulin,

sehingga penderita memerlukan insulin eksogen (Ndraha, 2014)..

b. Hiperglikemia

Hiperglikemia adalah kondisi kadar glukosa darah yang tinggi.

Defisiensi insulin baik relatif maupun absolut akan mendasari semua krisis

hiperglikemia. Hiperglikemia akan melemahkan kapasitas sekresi insulin dan

menambah berat resistensi insulin sehingga membentuk lingkaran setan yaitu

hiperglikemia bertambah berat dan produksi insulin yang semakin berkurang

(Putri 2013).

Keadaan hiperglikemia dan DM mengakibatkan kerusakan sistemik

yang luas pada tubuh. Hal ini disebabkan karena terdapat gangguan pada

metabolisme glukosa, lemak, dan protein sebagai hasil dari defek sekresi

insulin maupun gangguan fungsi insulin di perifer. Berbagai komplikasi akut

DM yaitu koma hiperglikemia, ketoasidosis dan komahiperosmolar non-

ketotik (Soewondo, 2009).

Keadaan hiperglikemia pada penderita diabetes melitus

mengakibatkan autooksidasi glukosa, glikasi protein, dan aktivasi jalur

metabolisme poliol yang kemudian akan mempercepat pembentukan senyawa

oksigen reaktif. Pembentukan senyawa oksigen reaktif tersebut dapat

meningkatkan modifikasi lipid, DNA, dan protein pada berbagai jaringan.

Modifikasi molekuler pada berbagai jaringan tersebut mengakibatkan

ketidakseimbangan antara antioksidan protektif (pertahanan antioksidan)

dan peningkatan produksi radikal bebas. Hal ini merupakan awal

kerusakan oksidatif yang dikenal sebagai stres oksidatif. Dampak negatif

pada membran sel akan terjadi reaksi rantai yang disebut peroksidasi lipid.

Akibat akhir dari rantai reaksi ini adalah terputusnya rantai asam lemak

menjadi berbagai senyawa yang toksik terhadap sel, diantaranya

malondialdehyde (MDA), etana dan pentane (Kadri et al 2010).

Page 7: BAB II LANDASAN TEORI - abstrak.ta.uns.ac.idabstrak.ta.uns.ac.id/wisuda/upload/S531308024_bab2.pdf · Kelor merupakan tanaman yang kaya akan nutrisi seperti halnya Zat ... penyakit

10

Komplikasi kronik DM mengakibatkan kerusakan pembuluh darah

(endotel) meliputi makroangiopati yang mengenai pembuluh darah besar

pada jantung serta otak dan mikroangiopati meliputi nefropati dan retinopati

(Waspadji, 2009).

c. Tikus model diabetes melitus tipe 2

Pembuatan model tikus diabetes melitus tipe 2 menggunakan

streptozotocin dan nikotinamid. Pemberian streptozotosin (STZ) didahului

dengan injeksi nikotinamid (NA) pada tikus. Pemberian STZ dan NA akan

menginduksi diabetes mellitus terkait resistensi insulin dan mengakibatkan

terbentuknya hiperglikemia dan dislipidemia yang ditunjukkan oleh

peningkatan kadar glukosa darah dan kadar kolesterol total tikus (Leo, 2014).

Pemberian nikotinamide 15 menit sebelum administrasi STZ merupakan

metode yang umum digunakan untuk menginduksi diabetes mellitus pada tikus

(Ananda, 2012).

Streptozotocin (STZ) disintesis oleh Streptomycetes achromogenes dan

digunakan untuk menginduksi DM tipe I dan tipe II. Induksi streptozotocin

merupakan metode yang lazim digunakan. Kerusakan sel-sel β pankreas baik

secara total ataupun parsial akan terjadi setelah induksi STZ. Dosis tunggal

diabetogenik dari STZ (70-250 mg/kgBB) mengakibatkan keruskan total sel-

sel β pankreas. Sedangkan pemberian dosis sub-diabetogenik multiple akan

mengakibatkan kerusakan sel-sel β pankreas secara parsial yang akan memicu

infiltrasi makrofag dan limfosit dan resistensi insulin (Kolb dan Kroneke,

1993; Like dan Rosini, 1976).

Injeksi intravena atau intraperitonieal dari streptozotocin dengan dosis

50-100 mg/kgBB dapat menginduksi DM tipe 1 pada tikus. Administrasi

streptozotocin dengan dosis 50-60mg/kgBB menurunkan kadar insulin sebesar

10-30% tanpa disertai ketosis berat dan tikus dapat bertahan selama beberapa

minggu tanpa pemberian insulin (Heidari et al., 2008).

Penelitian terbaru menunjukkan STZ yang diinduksi pada DM

berhubungan dengan kadar Nitric Oxide (NO) pada sel β pankreas. Nitric

Page 8: BAB II LANDASAN TEORI - abstrak.ta.uns.ac.idabstrak.ta.uns.ac.id/wisuda/upload/S531308024_bab2.pdf · Kelor merupakan tanaman yang kaya akan nutrisi seperti halnya Zat ... penyakit

11

Oxide pada sel β pankreas menyebabkan kematian sel β pankreas melalui

induksi nekrosis dan apoptosis sel. Kerusakan sel β pankreas oleh NO melalui

rusaknya DNA sel. Kerusakan DNA sel β pankreas dapat menyebabkan

kematian sel β pankreas melalui 2 mekanisme yaitu 1) rusaknya DNA sel β

pankreas secara langsung menyebabkan nekrosis sel β pankreas 2) rusaknya

DNA sel β pankreas menyebabkan poly(ADP-ribosa) polymerase (PARP-1)

yang berfungsi memperbaiaki DNA. Aktivitas PARP-1 yang yang berlebihan

mengakibatkan deplesi NAD dan ATP sel sehingga berujung pada kematian sel

β pankreas (Shimabukur et al., 1997; moncada et al., 1991). Transport STZ ke

dalam sel difasilitasi oleh reseptor GLUT 2 dan sel β pankreas memiliki

reseptor GLUT 2 dengan jumlah yang relatif tinggi (Heidari et al., 2008).

Banyaknya jumlah reseptor GLUT 2 pada sel β pankreas mengakibatkan

toksisitas STZ terhadap sel β pankreas (Junod et al., 1967).

Nicotinamide (NA) adalah vitamin B3 yang merupakan vitamin larut

air, berfungsi untuk mengurangi efek diabetik dari STZ. NA terbukti memiliki

scavenger terhadap radikal bebas sehingga mampu mengurangi kerusakan

DNA (Bedoya et al., 1997). Pembentukan NO pada sel β pankreas dihambat

oleh NA dengan cara menghambat ekpresi iNOS pada sel β pankreas. NO

melakukan reaksi sinergistik dengan superoxide anion yang dilepaskan oleh

makrofag untuk membentuk peroxynitrite anion dan hyrdroxyl radical yang

mungkin memiliki peran mayor dalam apoptosis sel (Alenzi, 2009). NA

berperan pada biosintesis NAD sehingga dapat mengembalikan kandungan

NAD sel β pankreas ke rentang normal dan menghambat aktivitas enzim

PARP-1 (Kim et al., 1997; Suarez-Pinzon et al., 2003; Virag, 2005).

3. Mekanisme stres oksidatif dan komplikasi diabetes mellitus

a. Mekanisme stres oksidatif

Stres oksidatif memegang peranan penting terhadap patogenesis

berbagai komplikasi makro dan mikroangiopati DM. Hal tersebut terjadi

melalui peningkatan berbagai aktifitas metabolik pada DM seperti

peningkatan aktivitas jalur polyol, peningkatan produksi produk akhir

glikasi (AGEs), protein kinase C (PKC), peningkatan Aktivitas nuclear

Page 9: BAB II LANDASAN TEORI - abstrak.ta.uns.ac.idabstrak.ta.uns.ac.id/wisuda/upload/S531308024_bab2.pdf · Kelor merupakan tanaman yang kaya akan nutrisi seperti halnya Zat ... penyakit

12

transcription factor kb (NFkb) dan peningkatan Aktivitas jalur heksoamin.

Berbagai proses metabolism tersebut akan menghasilkan Sejumlah besar

spesies oksigen dan nitrogen reaktif. Keadaan ini akan diperparah karena

terdapat peningkatan Kadar free fatty acid Dan penurunan produksi

Antioksidan nitric oxide (NO) sehingga turut mendukung kerusakan pada

struktur pembuluh darah (Malik et al., 2015)

Menurut Tjokroprawiro tahun 2014, keadaan stres oksidatif juga

akan muncul melalui empat mekanisme yang disebut „PAHA‟ yaitu PKC

pathway (P), AGE pathway (A), Hexosamine pathway (H) dan Aldose

reductase or polyol pathway (A). Keadaan stres oksidatif menyebabkan

disfungsi sel β dan resistensi insulin. Keadaan kontrol glikemik yang

sempurna dan antioksidan kuat dapat mengurangi stres oksidatif, sehingga,

meningkatkan fungsi sel β dan sensitivitas insulin. „PAHA‟ biasanya diikuti

dengan terjadinya disfungsi Mitochondrial, dan kemudian istilah „PAHA‟

akan berubah menjadi„PAHAM‟.

b. Jalur PKC

Protein tubuh menjadi ireversibel diubah oleh gula dalam proses

yang dikenal sebagai reaksi Mailard, yang menyebabkan pencoklatan

jaringan. Diasilgliserol (DAG) dan PKC merupakan sinyal molekul intrasel

sangat penting yang dapat mengatur banyak fungsi pembuluh darah,

termasuk permeabilitas, pelepasan vasodilator, aktivasi endotel, dan faktor

pertumbuhan sinyal (Brownle, 2005).

Aktivasi PKC juga mungkin terlibat dalam induksi faktor

pertumbuhan ekspresi (VEGF, TGFβ) dan molekul sinyal (VEGF, ET1).

Selain itu, aktivasi PKC juga dapat berdampak pada jalur sinyal lain seperti

mereka yang menggunakan MAP kinase atau faktor transkripsi nuklir.

Dalam glomeruli tikus diabetes, α, β, dan δ, isoform dari PKC telah

terbukti diaktifkan (Brownlee, 2005).

c. Jalur AGE

Kadar glukosa darah yang tinggi dalam jangka panjang pada

penderita DM memicu terjadinya proses glikasi lipid dan protein yang

mengakibatkan peningkatan AGE (advanced glycation end-product) (Bassa

Page 10: BAB II LANDASAN TEORI - abstrak.ta.uns.ac.idabstrak.ta.uns.ac.id/wisuda/upload/S531308024_bab2.pdf · Kelor merupakan tanaman yang kaya akan nutrisi seperti halnya Zat ... penyakit

13

et all,. 2004). AGE diproduksi melalui reaksi Maillard yang ditandai dengan

adanya asam amino teralkilasi, residu fluoresens, dan ikatan silang (cross

linkage) intramolekul maupun intermolekul. AGE memegang peran yang

cukup signifikan dalam proses terjadinya berbagai komplikasi pada

diabetes, baik AGE yang berada di jaringan (intraseluler) maupun di

sirkulasi plasma darah (ekstraseluler) (Vlassara et al,. 2002). Peningkatan

produk glycoxidation dan lipoxidation pada plasma dan jaringan protein

diyakini meningkatkan stres oksidatif pada DM. Bentukan AGE dan

perubahan aktivitas polyol pathway berperan terhadap stres oksidatif. AGE

menjadi penyebab stres oksidatif dan ekspresi growth factor (Sugiarto,

2010). Interaksi antara AGE dalam sirkulasi dengan RAGE (receptor for

advanced glycation end product) akan meningkatkan produksi ROS

(reactive oxygen species) intraseluler dan up-regulation faktor transkripsi

NF-κB dan produknya, yakni endothelin-1, vascular cell adhesion

molecule-1 (VCAM-1), intercellular adhesion molecule-1(ICAM-1), E-

selectin, tissue factor, thrombomodulin, vascular endothelial growth factor

(VEGF), sitokin proinflamasi IL (interleukin)-1α, IL-6, tumor necrosis

factor-α, dan RAGE. ROS juga menginisiasi proses peroksidasi lipid yang

ditandai dengan peningkatan MDA (malondialdehid), penurunan aktivitas

NO (nitric oxide) in vitromaupun in vivo, atau meningkatkan regulasi (up-

regulation) iNOS (inducible nitric oxide synthase) dan menurunkan regulasi

(downregulation) eNOS (endothelial nitric oxide synthase) (Rosdiana &

Soewoto 2008 dalam Farabi 2013).

d. Jalur Hexosamine

Produksi ROS yang meningkat akibat hiperglikemia menyebabkan

kerusakan inti DNA, kemudian mengaktivasi Poly ADP-ribose polymerase

(PARP). Selanjutnya PARP mengurangi aktivitas Glyceraldehydes-3

phosphate dehydrogenase (GADPH). Penurunan aktivitas GADPH

mengaktivasi polyol pathway, meningkatkan AGE intraseluler,

mengaktivasi PKC dan NFkB, dan mengaktivasi hexosamine pathway flux.

Chronic hexosamine flux merangsang aktivasi AMP-activated protein kinase

(AMPK) dan meningkatkan oksidasi asam lemak (Sugiarto, 2010).

Page 11: BAB II LANDASAN TEORI - abstrak.ta.uns.ac.idabstrak.ta.uns.ac.id/wisuda/upload/S531308024_bab2.pdf · Kelor merupakan tanaman yang kaya akan nutrisi seperti halnya Zat ... penyakit

14

e. Jalur Aldose reduktase

Aldose reduktase menggunakan nicotinamide adenine dinucleotide

phospate (NADPH) untuk mengurangi glukosa menjadi sorbitol. Tingkat

oksidasi sorbitol dipercaya berpengaruh terhadap perkembangan katarak.

Aktivasi jalur aldose reduktase mungkin mengaktifkan produksi TNF α,

yang akan menghasilkan proliferasi SMC. Penurunan NADPH seluler yang

disebabkan oleh peningkatan aliran aldosa reduktase dapat menurunkan

generasi nitrat oksida (NO) dalam sel endotelial. Penurunan NO dapat

meningkatkan ekspresi ICAM dan VCAM, yang menginduksi agregasi

platelet, menekan vasodilator, menginduksi proliferasi SMC, dan mengubah

keseimbangan redoks selular. Inhibitor aldose reduktase telah terbukti untuk

mencegah beberapa perubahan patologis dalam model tikus retinopati

diabetik dan neuropati (Brownlee, 2005).

f. Reaktif oksigen spesies

Reaktif oksigen spesies (ROS) adalah radikal bebas yang berperan

penting pada beberapa proses fisiologi organ tubuh. Pembentukan ROS

dapat mengiduksi peroksidasi lipid yang bersifat sitotoksik akibat inisiasi

suatu reaksi rantai ke dalam membran, diikuti reaksi propagasi sehingga

secara keseluruhan akan menyebabkan kerusakan sel (Sikka 2004 dalam

Astuti et al., 2009).

Radikal bebas akan menyerang komponen seluler di sekitarnya baik

lipid, protein, maupun DNA. Proses oksidasi ketiga komponen tersebut

berupa peroksidasi lipid, oksidasi protein, dan oksidasi DNA. Akibat

peroksidasi lipid antara lain adalah terbentuknya senyawa-senyawa aldehid.

Produk degradasi peroksidasi lipid adalah MDA dan hidrokarbon,

sedangkan produk akhirnya berupa etana dan etilen. Peroksidasi lipid adalah

hasil kerja radikal bebas yang paling awal diketahui dan paling mudah

diukur. Oleh karena itu reaksi ini paling sering dilakukan untuk mempelajari

stres oksidatif (Priyanti, 2013).

Malondialdehyde (MDA) merupakan salah satu produk akhir

peroksidasi lipid yang terbentuk setelah aksi senyawa radikal sehingga

digunakan sebagai indikator keberadaan radikal bebas dalam tubuh dan

Page 12: BAB II LANDASAN TEORI - abstrak.ta.uns.ac.idabstrak.ta.uns.ac.id/wisuda/upload/S531308024_bab2.pdf · Kelor merupakan tanaman yang kaya akan nutrisi seperti halnya Zat ... penyakit

15

indikator kerusakan oksidatif membran sel (Astuti et al., 2009). Senyawa ini

mempunyai tiga rantai karbon dengan rumus C3H4O2. MDA juga

merupakan produk dekomposisi dari asam amino, karbohidrat kompleks,

pentose dan heksosa. Selain itu, MDA juga merupakan produk yang

dihasilkan oleh radikal bebas melalui ionisasi dalam tubuh dan produk

samping biosinteais akhir oksidasi lipid membrane (Winarsi, 2007).

Komponen nukleofilik atau elektrofilik dapat bereaksi dengan MDA.

Senyawa MDA ini memiliki Aktivitas non spesifik yaitu dapat berkaitan

dengan berbagai molekul biologis seperti protein, asam nukleat dan

aminofosfolipid secara kovalen. MDA juga dapat menghasilkan polimer

dalam berbagai berat molekul dan polaritas. Efek negative senyawa radikal

maupun metabolit elektrofil ini dapat diredam oleh antioksidan, baik yang

berupa zat gizi seperti vitamin A, C, E dan albumin, ataupun antioksidan

non-gizi seperti flavonoid dan gingerol. Oleh sebab itu, tinggi rendahnya

MDA sangat tergantung pada status antioksidan dalam tubuh seseorang

(Regina, 2013).

Menurut Priyanti (2013) MDA merupakan alat ukur yang paling

sering digunakan sebagai indikator peroksidasi lipid. MDA sangat sesuai

sebagai biomarker stres oksidatif karena:

1) Pembentukan MDA meningkat sesuai stres oksidatif

2) Kadar MDA dapat diukur dengan akurat

3) Bersifat stabil dalam sampel cairan tubuh yang diisolasi

4) Variasi diurnal dan kandungan lemak dalam diet tidak mempengaruhi

pengukuran

5) Merupakan produk spesifik dari peroksidasi lipid

6) Tersedia dalam jumlah yang dapat dideteksi pada semua jaringan tubuh

dan cairan biologis.

Jumlah radikal bebas yang berlebih mengakibatkan peningkatan

proses peroksidasi lipid sehingga produksi MDA juga meningkat.

Mekanisme pembentukan MDA melalui peroksidasi lipid diawali dengan

penghilangan atom hidrogen (H) dari molekul lipid tak jenuh rantai panjang

oleh gugus radikal hidroksil (OH), sehingga lipid bersifat radikal. Kemudian

Page 13: BAB II LANDASAN TEORI - abstrak.ta.uns.ac.idabstrak.ta.uns.ac.id/wisuda/upload/S531308024_bab2.pdf · Kelor merupakan tanaman yang kaya akan nutrisi seperti halnya Zat ... penyakit

16

radikal lipid ini bereaksi dengan atom oksigen (O2) membentuk radikal

peroksil (OO), yang selanjutnya menghasilkan MDA (dengan ikatan tak

jenuh lebih dari tiga) (Yustika, 2013).

Kenaikan MDA menandai terjadinya stres oksidatif yang nantinya

akan mengakibatkan oksidasi LDL sehingga mengakibatkan terbentuknya

sel busa yang akan membentuk fatty streaks dan atherosklerosis (Vogiatzi,

2009).

Page 14: BAB II LANDASAN TEORI - abstrak.ta.uns.ac.idabstrak.ta.uns.ac.id/wisuda/upload/S531308024_bab2.pdf · Kelor merupakan tanaman yang kaya akan nutrisi seperti halnya Zat ... penyakit

17

Tabel 2.2. Penelitian yang relevan

No Nama Tahun Judul Hasil Perbedaan

1 Susi Dewiyeti

dan Saleh

Hidayat

2015 Ekstrak Daun

Kelor (Moringa

oleifera Lamk.)

sebagai Penurun

Kadar Glukosa

Darah Mencit

Jantan

(Mus musculus L.)

Hiperglikemik

Pemberian ekstrak daun

kelor (Moringa oleifera

Lamk.) dengan berbagai

konsentrasi (10%, 20%

dan 30%) mempunyai

pengaruh dalam

menurun-kan

kadar gula darah pada

mencit (Mus muscullus

L.) galur Swiss Webster.

Hewan coba yang

digunakan berbeda

Mencit Jantan

(Mus musculus L.),

perlakuan

menggunakan

ekstrak daun kelor

2 Sumarno,

Puspita T dan

Wahyuningsih R

2006 Peran antioksidan

pada ektrak tepung

daun kelor terhadap

kadar MDA (hepar)

pada tikus “Rattus

noverginicus strain

wistar” yang

dipapari asap rokok

akut

Terdapat pengaruh

pemberian ektrak tepung

daun kelor terhadap kadar

MDA (hepar) pada tikus

“Rattus noverginicus

strain wistar” yang

dipapari asap rokok akut.

Efektif pada dosis 400

mg/hari

Model hewan coba

berbeda “Rattus

noverginicus strain

wistar” yang

dipapari asap rokok

akut, perlakuan

menggunakan

ekstrak tepung daun

kelor

3. Dolly Jaiswal,

Prashant Kumar

Rai, Amit

Kumar, Shikha

Mehta, Geeta

Watal

2009 Effect of Moringa

oleiferaLam. leaves

aqueous extract

therapy

on hyperglycemic

rats

Daun kelor Moringa

oleifera merupakan

tanaman herbal untuk

penanganan DM

perlakuan

menggunakan

ekstrak daun kelor,

induksi DM

menggunakan STZ

4 Velaga MK,

Daughtry LK,

Jones AC,

Yallapragada

PR, Rajanna S,

Rajanna B.

2014 Attenuation of

lead-induced

oxidative stress in

rat brain, liver,

kidney and blood

of male wistar rats

by moringa oleifera

seed powder

Moringa oleifera memiliki

efek yang lebih baik

daripada pengobatan

meso-2, 3

dimercaptosuccinic acid

(DMSA) dalam

menurunkan efek

negative timbal

Model hewan coba

berbeda wistar yang

diinduksi timbal

asetat. Perlakuan

dengan bubuk biji

kelor

5 Putri Dafriyani 2010 Efek suspense

bubuk kedelai pada

tikus diabetes

akibat diinduksi

streptozotocin

Pemberian suspensi bubuk

kedelai dapat mengatasi

stress oksidatif pada

diabetes dengan

menurunkan kadar MDA

dan mencegah komplikasi

pada diabetes dengan

menurunkan kadar

kreatinin serum dan kadar

Perlakuan

menggunakan

suspense bubuk

kedelai, induksi

hewan coba

menggunakan STZ

Page 15: BAB II LANDASAN TEORI - abstrak.ta.uns.ac.idabstrak.ta.uns.ac.id/wisuda/upload/S531308024_bab2.pdf · Kelor merupakan tanaman yang kaya akan nutrisi seperti halnya Zat ... penyakit

18

protein urin.

6 Ratna

Sulistyorini,

Sarjadi, Andrew

Johan, Kis

Djamiatun

2015 Pengaruh ekstrak

etanol daun kelor

(Moringa aloefera)

pada ekspresi

insulin dan insulitis

tikus DM

Ekstrak etanol daun kelor

dosis 250 dan 500 mg/Kg

menyebabkan ekspresi

insulinlebih tinggi dan

derajat insulinlebih rendah

dibandingkan dengan

kelompok kontrol

Jenis tikus strai

Sprague Dawlay,

perlakuan dengan

ekstrak etanol daun

kelor, variable yang

diteliti adalah

ekpresi insulin dan

inulitis tikus.

7 Ambarwati ,

Sarjadi, Andrew

Johan, Kis

Djamiatun

2014 Efek moringa

oleifera terhadap

gula darah dan

kolagen matrik

ekstrakseluler sel β

pancreas diabeter

eksperimental

Kadar glukosa darah

menjadi normal pada

kelompok 500

mg/KgBB/hari, ketebalan

kolagen ECM pulau

langerhans pancreas tetap

normal di semua

kelompok perlakuan

Perlakuan dengan

ektrak etanol

Moringa aloefera

dan variable yang

diteliti ketebalan

kolagen ECM pulau

langerhans pancreas

8 Adisakwattana

S, Chanathong

B

2011 α glucosidase

inhibitory activity

and lipid lowering

mechanism of

moringa oleifera

leaf ekstract

Ekstrak dau moringa

oleifera dapat digunakan

untuk mengontrol glukosa

darah dan konsentrasi lipid

dan pencegahan

hiperglikemia dan

hiperlipidemia

Perlakuan dengan

ekstrak moringa

oleifera, variable

yang diteliti α

amylase, α

glukosidase, lipase

pancreas, ekstrase

kolesterol pankreas

9 Aditya Nugraha 2013 Bioaktivitas ektrak

daun kelor (MO)

terhadap Escehricia

Coli penyebab

kolibasilosis pada

babi

Daun kelor pelarut air dan

etanol mampu

menghambat pertumbuhan

bakteri e coli

Perlakuan dengan

ekstrak etanol daun

kelor, subyek

menggunakan babi,

variabelnya

aktivitas bakteri e

coli

10 O. Addeeyo, K

Adefute, A.

Ofusori, A,

Aderinola, A.

Caxton-martin

2013 Antihyperglicemic

effect of aqueous

leaf extracts of

mistletoe and

moringa oleifera in

STZ-induced

diabetes wistar rats

Kelor dan mistletoe

memiliki sifat

hipoglikemik yang sangat

berguna dalam

memanajemen

hiperglikemia pada DM

Induksi DM denga

STZ 70 mg/KgBB,

variable yang

diukur glukosa,

SOD, BB, GSH

pada pankreas

Page 16: BAB II LANDASAN TEORI - abstrak.ta.uns.ac.idabstrak.ta.uns.ac.id/wisuda/upload/S531308024_bab2.pdf · Kelor merupakan tanaman yang kaya akan nutrisi seperti halnya Zat ... penyakit

19

B. Kerangka Berpikir

Keterangan :

AGE : Advanced Glycosilation End product MDA : Malondialdehyde

: Variabel bebas PKC : Protein Kinase C

: Variabel terikat ROS : reactive oxygen spesies

: Variabel terikat ↑ : Meningkat

: Mengakibatkan ↓ : Menurun

:Mengendalikan

Gambar 2.6. Kerangka berpikir pengaruh tepung daun kelor (moringa oleifera) terhadap

kadar glukosa darah dan Malondialdehid (MDA) tikus diabetes tipe 2

Diabetes mellitus tipe 2

Aldose reductase or

polyol pathway↑

↑↑ kerusakan endotel ↓

Resistensi insulin

Stress oksidatif

↑↑ Glukosa

darah

Tepung Daun kelor vitamin A, E, C, flavonoid dan selenium

Berkurangnya absorbsi

glukosa & fruktosa

Defisiensi insulin

heksosamine↑ AGE↑ PKC↑

Menghambat

GLUT 2 mukosa

usus

↑↑ROS

(MDA)

Page 17: BAB II LANDASAN TEORI - abstrak.ta.uns.ac.idabstrak.ta.uns.ac.id/wisuda/upload/S531308024_bab2.pdf · Kelor merupakan tanaman yang kaya akan nutrisi seperti halnya Zat ... penyakit

20

C. Hipotesis

1. Tepung daun kelor (moringa oleifera) dengan dosis 500 mg/KgBB, 1000

mg/KgBB dan 1500 mg/KgBB dapat menurunkan kadar glukosa darah pada

tikus diabetes mellitus tipe 2.

2. Tepung daun kelor (moringa oleifera) dengan dosis 500 mg/KgBB, 1000

mg/KgBB dan 1500 mg/KgBB dapat menurunkan malondialdehyde (MDA)

pada tikus diabetes mellitus tipe 2.