TERAPI PREVENTIF ARANG AKTIF TERHADAP EKSPRESI TNF …repository.ub.ac.id/1471/1/ELSA INDRA...

80
TERAPI PREVENTIF ARANG AKTIF TERHADAP EKSPRESI TNF-α DAN HISTOPATOLOGI HEPAR TIKUS (Rattus norvegicus) HIPERKOLESTEROLEMIA DENGAN INDUKSI DIET HIPERKOLESTEROL SKRIPSI Oleh: ELSA INDRA YEDEANINGSI 135130101111041 PROGRAM STUDI PENDIDIKAN DOKTER HEWAN FAKULTAS KEDOKTERAN HEWAN UNIVERSITAS BRAWIJAYA MALANG 2017

Transcript of TERAPI PREVENTIF ARANG AKTIF TERHADAP EKSPRESI TNF …repository.ub.ac.id/1471/1/ELSA INDRA...

Page 1: TERAPI PREVENTIF ARANG AKTIF TERHADAP EKSPRESI TNF …repository.ub.ac.id/1471/1/ELSA INDRA YEDEANINGSI.pdfterapi preventif arang aktif terhadap ekspresi tnf-α dan histopatologi hepar

TERAPI PREVENTIF ARANG AKTIF TERHADAP

EKSPRESI TNF-α DAN HISTOPATOLOGI HEPAR

TIKUS (Rattus norvegicus) HIPERKOLESTEROLEMIA

DENGAN INDUKSI DIET HIPERKOLESTEROL

SKRIPSI

Oleh:

ELSA INDRA YEDEANINGSI

135130101111041

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN DOKTER HEWAN

FAKULTAS KEDOKTERAN HEWAN

UNIVERSITAS BRAWIJAYA

MALANG

2017

Page 2: TERAPI PREVENTIF ARANG AKTIF TERHADAP EKSPRESI TNF …repository.ub.ac.id/1471/1/ELSA INDRA YEDEANINGSI.pdfterapi preventif arang aktif terhadap ekspresi tnf-α dan histopatologi hepar

TERAPI PREVENTIF ARANG AKTIF TERHADAP

EKSPRESI TNF-α DAN HISTOPATOLOGI HEPAR

TIKUS (Rattus norvegicus) HIPERKOLESTEROLEMIA

DENGAN INDUKSI DIET HIPERKOLESTEROL

SKRIPSI

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

Sarjana Kedokteran Hewan

Oleh:

ELSA INDRA YEDEANINGSI

135130101111041

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN DOKTER HEWAN

FAKULTAS KEDOKTERAN HEWAN

UNIVERSITAS BRAWIJAYA

MALANG

2017

Page 3: TERAPI PREVENTIF ARANG AKTIF TERHADAP EKSPRESI TNF …repository.ub.ac.id/1471/1/ELSA INDRA YEDEANINGSI.pdfterapi preventif arang aktif terhadap ekspresi tnf-α dan histopatologi hepar

ii

LEMBAR PENGESAHAN SKRIPSI

TERAPI PREFENTIF ARANG AKTIF TERHADAP EKSPRESI TNF-α

DAN HISTOPATOLOGI HEPAR TIKUS (Rattus norvegicus)

HIPERKOLESTEROLEMIA DENGAN INDUKSI DIET

HIPERKOLESTEROL

Oleh:

ELSA INDRA YEDEANINGSI

NIM. 135130101111041

Setelah dipertahankan di depan Majelis Penguji

pada tanggal 17 Juli 2017

dan dinyatakan memenuhi syarat untuk memperoleh gelar

Sarjana Kedokteran Hewan

Pembimbing I Pembimbing II

Dr. Djoko Winarso, drh., MS drh. Herlina Pratiwi, M.Si

NIP. 19530605 198403 1 001 NIP. 19870518 201012 2 010

Mengetahui,

Dekan Fakultas Kedokteran Hewan

Universitas Brawijaya

Prof. Dr. Aulanni’am, drh., DES

NIP. 19600903 198802 2 001

Page 4: TERAPI PREVENTIF ARANG AKTIF TERHADAP EKSPRESI TNF …repository.ub.ac.id/1471/1/ELSA INDRA YEDEANINGSI.pdfterapi preventif arang aktif terhadap ekspresi tnf-α dan histopatologi hepar

iii

LEMBAR PERNYATAAN

Saya yang bertanda tangan di bawah ini:

Nama : Elsa Indra Yedeaningsi

NIM : 135130101111041

Program Studi : Pendidikan Dokter Hewan

Penulisan Skripsi berjudul:

Terapi Preventif Arang Aktif Terhadap Ekspresi TNF-α dan

Histopatologi Hepar Tikus (Rattus norvegicus) Hiperkolesterolemia dengan

Induksi Diet Hiperkolesterol

Dengan ini menyatakan bahwa:

1. Isi dari skripsi yang saya buat adalah benar-benar karya saya sendiri dan tidak

menjiplak karya orang lain, selain nama-nama yang tercantum di isi dan tertulis

di daftar pustaka dalam skripsi ini.

2. Apabila dikemudian hari ternyata skripsi yang saya tulis terbukti hasil jiplakan,

maka saya akan bersedia menanggung segala resiko yang akan saya terima.

Demikian pernyataan ini dibuat dengan segala kesadaran.

Malang, 17 Juli 2017

Yang menyatakan,

(Elsa Indra Yedeaningsi)

NIM. 135130101111041

Page 5: TERAPI PREVENTIF ARANG AKTIF TERHADAP EKSPRESI TNF …repository.ub.ac.id/1471/1/ELSA INDRA YEDEANINGSI.pdfterapi preventif arang aktif terhadap ekspresi tnf-α dan histopatologi hepar

iv

TERAPI PREVENTIF ARANG AKTIF TERHADAP EKSPRESI TNF-α

DAN HISTOPATOLOGI HEPAR TIKUS (Rattus norvegicus)

HIPERKOLESTEROLEMIA DENGAN INDUKSI DIET

HIPERKOLESTEROL

ABSTRAK

Hiperkolesterolemia sering terjadi pada hewan karena pola pemberian

pakan berlemak dan kadar kolesterol tinggi yang melebihi kebutuhan tubuh.

Metabolisme hiperkolesterol menjadi asam empedu menghasilkan radikal bebas

mengakibatkan kerusakan jaringan hepar dan meningkatkan ekspresi TNF-α.

Pencegahan kerusakan jaringan hepar akibat hiperkolesterolemia dapat dengan

memberikan arang aktif. Interaksi antara kolesterol dengan karbon aktif terjadi

adsorpsi secara fisika. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh terapi

preventif arang aktif terhadap ekspresi TNF-α hati dan histopatologi hati tikus

(Rattus norvegicus) yang diinduksi hiperkolesterol. Penelitian ini menggunakan

tikus putih (Rattus norvegicus) strain Wistar dibagi dalam 6 kelompok perlakuan

yaitu: Kelompok negatif, kelompok positif diberi diet hiperkolesterol sebanyak 3,02

g/ekor, kelompok perlakuan diberi diet hiperkolesterol dan terapi arang aktif 340

mg/ekor, 680 mg/ekor, dan 1020 mg/ekor serta perlakuan hanya diberi arang aktif

680 mg/ekor diberikan peroral mulai hari ke 8-21 hari. Ekspresi TNF-α organ hati

diamati dengan metode IHK dibantu software Immunoratio, dianalisa dengan uji

ANOVA dilanjutkan uji Tukey (p<0,01). Gambaran histopatologi hepar diamati

secara kualitatif dengan pewarnaan HE. Hasil penelitian pemberian arang aktif

dapat menghambat perlemakan hepar dan menghambat kenaikan TNF-α sebesar

79,19% dengan dosis pemberian efektif 680 mg/ekor setelah pemberian diet

hiperkolesterol. Kesimpulan penelitian ini arang aktif dapat mencegah

hiperkolesterolemia berdasarkan penghambatan kenaikan TNF-α dan

penghambatan histopatologi hepar.

Kata kunci: Arang aktif, Hiperkolesterolemia, Rattus norvegicus, TNF-α,

histopatologi hepar.

Page 6: TERAPI PREVENTIF ARANG AKTIF TERHADAP EKSPRESI TNF …repository.ub.ac.id/1471/1/ELSA INDRA YEDEANINGSI.pdfterapi preventif arang aktif terhadap ekspresi tnf-α dan histopatologi hepar

v

PREVENTIVE THERAPY ACTIVE CHARCOAL AGAINST

EXPRESSIONS of TNF- and HISTOPATHOLOGY LIVER

RAT (Rattus norvegicus) HIPERKOLESTEROLEMIA

with INDUCTION DIET HIPERKOLESTEROL

ABSTRACT

Hiperkolesterolemia often occurs in animals because of the feeding patterns

of fatty and high cholesterol levels that exceed the needs of the body. The

metabolism cholesterol to be bile acid produces free radicals induce tissue damage

and improves expression TNF-α of liver. Active charcoal can be prevention of liver

tissue damage. Interaction between cholesterol with activated charcoal occurs

adsorption in physics. This research aims to know the effect of preventive therapy

against active charcoal expression of TNF-α and histopathology liver rat (Rattus

norvegicus) induced hiperkolesterol. This research uses the white rat (Rattus

norvegicus) strain Wistar which were divided into 6 groups of treatment: negative

group, positive group were given diet of hipercholesterol as much as 3.02 g/rat, the

group treatment was given diet hipercholesterol 3.02 g/rat and therapy active

charcoal 340 mg/rat, 680 mg/rat, and 1020 mg/rat and treartmen with 680 mg/rat

active charcoal only, given peroral 8-21 day. Expression of TNF-α liver was

observed with immunohistochemistry helped by software imunnorati, analyzed

with ANOVA test and followed by Tukey test (p < 0.01). The description of the

histopathology liver observed qualitatively with HE coloring. Result of this

research, the granting of active charcoal can inhibit fatty of liver and inhibit 79,19%

the expression of TNF-α by granting effective dose 680 mg/rat. The conclusion is

active charcoal can prevent the hipercholesterolemia based on the inhibition of

TNF-α and increases the inhibition of histopathology liver.

Key words: Active charcoal, Hiperkolesterolemia, Rattus norvegicus, TNF-α,

histopathology of liver.

Page 7: TERAPI PREVENTIF ARANG AKTIF TERHADAP EKSPRESI TNF …repository.ub.ac.id/1471/1/ELSA INDRA YEDEANINGSI.pdfterapi preventif arang aktif terhadap ekspresi tnf-α dan histopatologi hepar

vi

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur saya panjatkan kepada Tuhan yang Maha Esa atas berkat dan

anugerah-Nya penulis dapat menyelesaikan penelitian dan menyusun penelitian

dengan judul “Terapi Prefentif Arang Aktif Terhadap Ekspresi TNF-α dan

Histopatologi Hepar Tikus (Rattus norvegicus) Hiperkolesterolemia dengan

Induksi Diet Hiperkolesterol” sebagai tugas akhir/skripsi sebagai syarat kelulusan

menjadi Sarjana Kedokteran Hewan.

Skripsi ini disusun berdasarkan diskusi dengan berbagai pihak serta literatur

yang penulis baca dari beberapa referensi. Ucapan terima kasih penulis sampaikan

kepada :

1. Dr. Djoko Winarso, drh., MS dan drh. Herlina Pratiwi, M.Si selaku dosen

pembimbing yang telah menyisihkan waktunya untuk membimbing penulis pada

saat penulisan skripsi ini.

2. Aulia Firmawati, drh., M.Vet dan drh. Ahmad Fauzi, M.Sc selaku dosen penguji

atas segala ilmu, dukungan, serta saran dan masukan dalam penyempurnaan

penulisan tugas akhir ini.

3. Prof. Dr. Aulanni’am, drh., DES selaku Dekan Fakultas Kedokteran Hewan

Universitas Brawijaya.

4. Keluarga tercinta yang selalu memberi kasih sayang, dorongan, dukungan dan

doa untuk menyelesaikan studi penulis serta perhatiannya akan kebutuhan

penulis baik secara moril maupun materi.

5. Semua dosen dan civitas akademika yang telah membimbing, memberikan ilmu,

dan mewadahi penulis selama menjalankan studi di Program Studi Kedokteran

Hewan Universitas Brawijaya.

6. Semua kolegium Kedokteran Hewan Universitas Brawijaya, khususnya kepada

teman-teman B-tis dan Keluarga Monstera 6.

7. Para sahabat : Anggit, Dwiky, Nana, dan Bayu untuk semangat dan

ketersediaannya selalu mengingatkan dan menemani menyelesaikan studi

penulis.

Penulis sadar bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna. Penulis berharap

skripsi ini dapat bermanfaat khususnya bagi penulis dan umumnya bagi pembaca

untuk itu saran yang membangun sangat penulis harapkan.

Penulis

Page 8: TERAPI PREVENTIF ARANG AKTIF TERHADAP EKSPRESI TNF …repository.ub.ac.id/1471/1/ELSA INDRA YEDEANINGSI.pdfterapi preventif arang aktif terhadap ekspresi tnf-α dan histopatologi hepar

vii

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL .............................................................................. i

HALAMAN PENGESAHAN SKRIPSI .............................................. ii

HALAMAN PERNYATAAN ............................................................... iii

ABSTRAK .............................................................................................. iv

ABSTRACT .......................................................................................... v

KATA PENGANTAR ........................................................................... vi

DAFTAR ISI .......................................................................................... vii

DAFTAR TABEL .................................................................................. ix

DAFTAR GAMBAR ............................................................................. x

DAFTAR LAMPIRAN ......................................................................... xi

DAFTAR ISTILAH DAN LAMBANG ............................................... xii

BAB I. PENDAHULUAN ................................................................... 1

1.1 Latar Belakang Penelitian...................................................

1.2 Rumusan Masalah Penelitian..............................................

1.3 Batasan Masalah ................................................................

1.4 Tujuan Penelitian................................................................

1.5 Manfaat Penelitian..............................................................

1

4

4

5

6

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA .......................................................... 7

2.1 Hiperkolesterolemia ...........................................................

2.1.1 Definisi Hiperkolesterolemia ....................................

2.1.2 Etiologi Hiperkolesterolemia ....................................

2.1.3 Metabolisme Kolesterol ...........................................

2.1.4 Patomekanisme Hiperkolesterolemia .......................

2.1.5 Pencegahan Hiperkolesterolemia .............................

2.1.6 Pengobatan Hiperkolesterolemia ..............................

2.2 Arang Aktif ........................................................................

2.2.1 Definisi Arang Aktif .................................................

2.2.2 Karakteristik Arang Aktif .........................................

2.2.3 Fungsi Arang Aktif ...................................................

2.3 Hewan Coba .......................................................................

7

7

9

9

10

13

13

14

14

15

17

17

2.4 Ekspresi TNF-α Terhadap Hiperkolesterolemia ................ 19

2.5 Histopatologi Hepar ........................................................... 22

BAB III. KERANGKA KONSEP DAN HIPOTESIS PENELITIAN 27

3.1 Kerangka Konseptual ........................................................

3.2 Hipotesis Penelitian ...........................................................

27

30

Page 9: TERAPI PREVENTIF ARANG AKTIF TERHADAP EKSPRESI TNF …repository.ub.ac.id/1471/1/ELSA INDRA YEDEANINGSI.pdfterapi preventif arang aktif terhadap ekspresi tnf-α dan histopatologi hepar

viii

BAB IV. METODE PENELITIAN ...................................................... 31

4.1 Tempat dan Waktu Penelitian ............................................

4.2 Alat dan Bahan ...................................................................

4.2.1 Alat ............................................................................

4.2.2 Bahan ........................................................................

4.3 Tahapan Penelitian ............................................................

4.4 Prosedur Kerja ...................................................................

4.4.1 Kerangka Penelitian dan preparasi Hewan coba

Tikus ........................................................................

4.4.2 Preparasi Tikus Hiperkolesterolemia dengan Diet

Hiperkolesterol ........................................................

4.4.3 Pengambilan Hepar .................................................

4.4.4 Preparasi Arang Aktif ...............................................

4.4.5 Penentuan Ekspresi TNF-α dengan

Imunohistokimia .......................................................

4.4.6 Pembuatan Preparat Hisopatologi Organ Hepar

dengan Pewarnaan Hematosiklin-Eosin (HE) dan

Pengamatan Histopatologi ........................................

4.4.7 Analisa Data .............................................................

31

31

31

32

32

33

33

35

36

37

37

38

39

BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN .................................................. 40

5.1 Pengaruh Preventif Arang Aktif Terhadap Ekspresi

TNF-α Organ Hepar Tikus Putih (Rattus norvegicus) .

40

5.2 Pengaruh Preventif Arang Aktif Terhadap

Histopatologi Organ Hepar Tikus Putih (Rattus

norvegicus) ..................................................................

50

BAB VI PENUTUP ................................................................................ 55

6.1 Kesimpulan ................................................................. 55

6.2 Saran ............................................................................ 55

DAFTAR PUSTAKA ............................................................................ 56

LAMPIRAN ........................................................................................... 60

Page 10: TERAPI PREVENTIF ARANG AKTIF TERHADAP EKSPRESI TNF …repository.ub.ac.id/1471/1/ELSA INDRA YEDEANINGSI.pdfterapi preventif arang aktif terhadap ekspresi tnf-α dan histopatologi hepar

ix

DAFTAR TABEL

Tabel Halaman

4.1 Komposisi Bahan Diet Tinggi Kolesterol ........................... 35

4.2 Komposisi Diet Tinggi Kolesterol ............................................. 35

5.1 Rata-rata ekspresi TNF-α organ hati pada kelompok

perlakuan ...................................................................................

41

5.2 Kandungan Arang Aktif Hasil SEM ...................................... 50

Page 11: TERAPI PREVENTIF ARANG AKTIF TERHADAP EKSPRESI TNF …repository.ub.ac.id/1471/1/ELSA INDRA YEDEANINGSI.pdfterapi preventif arang aktif terhadap ekspresi tnf-α dan histopatologi hepar

x

DAFTAR GAMBAR

Gambar Halaman

2.1 Anatomi Hepar Tikus Normal .......................................... 23

2.2 Histologi Hepar Tikus ...................................................... 26

3.1 Kerangka Konsep Penelitian.............................................. 27

5.1 Hasil Imunohistokimia Organ Hepar ................................ 42

5.2 Ukuran Pori-Pori Arang Aktif Hasil Analisis SEM .......... 50

5.3 Histopatologi Hepar Tikus Dengan Pewarnaan HE .......... 51

Page 12: TERAPI PREVENTIF ARANG AKTIF TERHADAP EKSPRESI TNF …repository.ub.ac.id/1471/1/ELSA INDRA YEDEANINGSI.pdfterapi preventif arang aktif terhadap ekspresi tnf-α dan histopatologi hepar

xi

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran Halaman

1 Keterangan Kelaikan Etik ....................................................... 61

2 Rancangan Penelitian .............................................................. 62

3 Pakan Hiperkolesterol ............................................................. 63

4 Komposisi Pakan Standart ...................................................... 64

5 Perhitungan Dosis Arang Aktif ............................................... 65

6 Hasil Sem Arang Aktif ........................................................... 66

7 Prosedur Nekropsi Dan Pengambilan Organ Hepar Menurut

Hussein (2008) .......................................................................

67

8 Proses Pembuatan Preparat Histopatologi .............................. 68

9 Metode Imunohistokima ......................................................... 70

10 Hasil Spektrofotometri Kadar Kolesterol Total Tikus Model 71

11 Ekspresi TNF-α ....................................................................... 72

12 Persentasi Penurunan TNF-α .................................................. 73

13 Hasil Uji Statistik TNF-α ........................................................ 74

Page 13: TERAPI PREVENTIF ARANG AKTIF TERHADAP EKSPRESI TNF …repository.ub.ac.id/1471/1/ELSA INDRA YEDEANINGSI.pdfterapi preventif arang aktif terhadap ekspresi tnf-α dan histopatologi hepar

xii

DAFTAR ISTILAH DAN LAMBANG

Simbol/singkatan Keterangan

µl Mikroliter

Å Angstrom

ANOVA analisis of variant

APO 100 Apolipoprotein 100

APO B-100 Apolipoprotein B-100

APO E Apolipoprotein E

BB berat badan

cc cubic centimeter

CFU colony forming unit

cm Centimeter

cm3 Centimeter kubik

Da Dalton

dl Desiliter

DNA deoxyribonucleic acid

g Gram

H2O2 hydrogen peroxide

HDL high-density lipoprotein

HE haematoxylin and eosin

ICAM-1 Inter Cellular Adhesion Molecule-1

IDL intermediate-density lipoprotein

IHK Imunohistokimia

IL-1 Interleukin-1

IL-2 Interleukin-2

IL-6 Interleukin-6

IL-9 Interleukin-9

kDa Kilodalton

LDL low-density lipoprotein

LDL-oks LDL teroksidasi

LNG Liquefied natural gas

LPL Lipoprotein Lipase

m2 Meter persegi

ml Mililiter

Mmol Milimol

mRNA Messenger ribonucleic acid

NADPH nicotinamide adenin dinucleotide phospat hydrolase

NF-kB Nuklear Factor Kappa Beta

O2- anion superoksida

O2-• radical superoxide

OH• hydroxyl radicals

PBS phosphat buffered saline

PFA Para Formal Dehyde

pH potential of hidrogen

Page 14: TERAPI PREVENTIF ARANG AKTIF TERHADAP EKSPRESI TNF …repository.ub.ac.id/1471/1/ELSA INDRA YEDEANINGSI.pdfterapi preventif arang aktif terhadap ekspresi tnf-α dan histopatologi hepar

xiii

pKa ukuran kemampuan suatu senyawa untuk melepas proton

ke dalam pelarut, dalam kondisi setimbang

RAL Rancangan Acak Lengkap

ROS Reactive Oxygen Species

SOD superoksida dismutase

TG Trigliserida

TNF Tumor Necrotic Factor

VCAM-1 Vascullar Cell Adhesion Molecule-1

SA-HRP Strep Avidin Horse Redish Peroxidase

DAB diaminobenzidine tetrahyrochloride

VLDL very lowdensity lipoprotein

Page 15: TERAPI PREVENTIF ARANG AKTIF TERHADAP EKSPRESI TNF …repository.ub.ac.id/1471/1/ELSA INDRA YEDEANINGSI.pdfterapi preventif arang aktif terhadap ekspresi tnf-α dan histopatologi hepar

14

Page 16: TERAPI PREVENTIF ARANG AKTIF TERHADAP EKSPRESI TNF …repository.ub.ac.id/1471/1/ELSA INDRA YEDEANINGSI.pdfterapi preventif arang aktif terhadap ekspresi tnf-α dan histopatologi hepar

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Hiperkolesterolemia adalah peningkatan kadar kolesterol dalam darah.

Hiperkolesterolemia saat ini sering terjadi pada hewan, hal ini disebabkan oleh pola

pemberian pakan terhadap hewan kesayangan dengan pakan berlemak dan kadar

kolesterol tinggi yang melebihi kebutuhan tubuh sehari-hari (Lichtenstein, 2006).

Pada hewan, kejadian penyakit ini sekitar 13% pada kucing (Xenoulis, 2007).

Sebuah studi terbaru menunjukkan bahwa hiperkolesterolemia pada anjing di

Amerika Serikat ditemukan pada 32,8% dari 192 ekor yang diselidiki (Arauna,

2012). Hiperkolesterolemia berhubungan dengan beberapa faktor salah satunya

adalah diet tinggi lemak jenuh. Hiperkolesterolemia merupakan suatu kondisi

dimana kolesterol dalam darah meningkat melebihi ambang normal yang ditandai

dengan meningkatnya kadar kolesterol total terutama Low Density Lipoprotein

(LDL) dan diikuti dengan penurunan kadar High Density Lipoprotein (HDL) darah

(Hendarsyah, 2014).

Pada kasus hiperkolesterolemia, terjadi gangguan metabolisme kolesterol.

Tubuh akan mengubah kolesterol menjadi asam empedu yang pada prosesnya akan

menghasilkan radikal bebas. Respon inflamasi akibat oksidasi LDL yang muncul

salah satunya adalah produksi sitokin proinflamasi TNF-α (Chapman, 2006). Pada

keadaan normal, sitokin TNF-α ditemukan dalam tubuh dalam jumlah sedikit yang

berfungsi sebagai sistem kekebalan tubuh. Tumor Necrosis Factor α (TNF-α)

Page 17: TERAPI PREVENTIF ARANG AKTIF TERHADAP EKSPRESI TNF …repository.ub.ac.id/1471/1/ELSA INDRA YEDEANINGSI.pdfterapi preventif arang aktif terhadap ekspresi tnf-α dan histopatologi hepar

2

merupakan salah satu sitokin untuk pertahanan tubuh melawan mikroba menular

dan sebagai mediator proinflamasi. Peningkatan sitokin TNF-α terjadi karena

aktivasi NF-kB (nuclear factor kB) yang berfungsi untuk respon seluler akibat

stimulasi stres oleh peningkatan radikal bebas dan LDL yang teroksidasi. Nuclear

Factor Kb (NF-kB) akan merangsang ekspresi molekul adhesi seperti vasculer cell

adhesion molecule (VCAM). Molekul adhesi akan menarik monosit pada sirkulasi

yang akhirnya berdiferensiasi menjadi makrofag yang akan mefagositosis LDL

yang teroksidasi. Makrofag kemudian memproduksi sitokin proinflamasi seperti

TNF-α ( Al-Lamki dalam Kusumaningtyas, 2012).

Hewan dengan hiperkolesterolemia akan mengalami adanya peningkatan

kadar trigliserida (TG) karena adanya penumpukan visceral fat dan penurunan

aktivitas enzim lipoprotein lipase (LPL) yang dipicu oleh karena adanya lipid

peroksidasi yang akan mengganggu hidrolisis TG, sehingga kadar TG meningkat.

Penurunan aktivitas enzim LPL juga akan menyebabkan perubahan VLDL menjadi

IDL menjadi terhambat, sehingga VLDL akan mengendap di dalam hepar dan

menyebabkan perlemakan hepar berupa akumulasi lemak pada sinusoid dan sekitar

sel-sel hepar. Akumulasi lemak umumnya dimulai dari daerah portal yang meluas

menuju vena sentralis. Hal ini disebabkan karena suplai darah dari usus menuju ke

hati melalui vena porta. Jika darah yang berasal dari usus mengandung toksin maka

kerusakan awal akan ditemukan pada hepatosit daerah vena porta. Selanjutnya

aliran darah akan melewati sinusoid menuju vena sentralis. Terdapat beberapa zat

toksin akan dimetabolisme oleh hati. Hasil metabolisme akan dibawa oleh aliran

darah sinusoid menuju vena sentralis. Dalam hal ini maka, kerusakan hepatosit

Page 18: TERAPI PREVENTIF ARANG AKTIF TERHADAP EKSPRESI TNF …repository.ub.ac.id/1471/1/ELSA INDRA YEDEANINGSI.pdfterapi preventif arang aktif terhadap ekspresi tnf-α dan histopatologi hepar

3

berupa perlemakan akan banyak dijumpai pada daerah vena sentralis (Wahyudi,

2009).

Pengobatan hiperkolesterolemia yang paling sering dilakukan ialah mengatur

diet yang mempertahankan berat badan normal dan mengurangi kadar lipid plasma

(Suyatna, 2007). Pada banyak kasus, diet saja tidak akan menurunkan kadar lipid

darah. Karena 75 - 85% kolesterol serum berasal dari endogenous, perubahan diet

saja akan menurunkan kolesterol total sebanyak 10 - 30% (Mahley dan Bersot,

2008). Maka perlu pengobatan alternatif, salah satunya dengan arang aktif yang

diharapkan mampu menyerap kolesterol berlebih dalam usus sebelum kolesterol

masuk ke peredaran darah.

Karbon berpori atau yang lebih dikenal dengan nama karbon aktif digunakan

secara luas sebagai adsorben dalam proses industri untuk menghilangkan sejumlah

pengotor, terutama yang berhubungan dengan zat warna, pengolahan limbah,

pemurnian air, obat-obatan dan lain-lain. Arang selain digunakan sebagai bahan

bakar, juga dapat digunakan sebagai adsorben (penyerap). Daya serap ditentukan

oleh luas permukaan partikel dan kemampuan ini dapat menjadi lebih tinggi jika

terhadap arang tersebut dilakukan aktivasi dengan aktif faktor bahan-bahan kimia

ataupun dengan pemanasan pada temperatur tinggi, dengan demikian arang akan

mengalami perubahan sifat-sifat fisika dan kimia. Arang yang demikian disebut

sebagai arang aktif. Arang aktif merupakan suatu padatan berpori, yang sebagian

besar terdiri dari unsur karbon bebas dan masing-masing berikatan secara kovalen

sehingga permukaan arang aktif bersifat non polar. Struktur pori berhubungan

Page 19: TERAPI PREVENTIF ARANG AKTIF TERHADAP EKSPRESI TNF …repository.ub.ac.id/1471/1/ELSA INDRA YEDEANINGSI.pdfterapi preventif arang aktif terhadap ekspresi tnf-α dan histopatologi hepar

4

dengan luas permukaan juga menentukan kemampuannya dalam menyerap bahan

organik, logam berat, dan gas (Napitupulu, 2009).

Dari latar belakang yang telah diuraikan, penelitian ini dilakukan untuk

melihat kemampuan arang aktif dalam mencegah hiperkolesterolemia pada tikus

putih (Rattus norvegicus) dengan melihat ekspresi TNF-α diamati dengan metode

Imunohistokimia (IHK) serta histopatologi hepar menggunakan pewarnaan HE.

1.2. Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang yang telah diuraikan, maka dapat dirumuskan

masalah sebagai berikut :

1. Apakah pemberian arang aktif dapat mencegah peningkatan ekspresi TNF-α

pada hepar tikus (Rattus norvegicus) yang diberi diet pakan tinggi kelesterol?

2. Apakah pemberian arang aktif dapat mencegah terjadi histopatologi hepar tikus

(Rattus norvegicus) yang diberi diet pakan tinggi kelesterol?

1.3. Batasan Masalah

Berdasarkan latar belakang yang telah diuraikan, maka penelitian ini dibatasi

pada:

1. Hewan model tikus yang digunakan adalah tikus (Rattus norvegicus) jantan

strain Wistar, umur 10-12 minggu dengan berat badan 100-150 gram yang

diperoleh dari Laboratorium Farmakologi Fakultas Kedokteran, Universitas

Brawijaya, Malang, Penggunaan hewan model telah mendapat sertifikasi laik

etik Nomor: 711-KEP-UB dari Komisi Etik Penelitian Universitas Brawijaya.

2. Pebuatan hewan model hiperkolesterolemia dilakukan dengan pemberian diet

hiperkolesterol komposisi asam kholat 0,1%, minyak babi 10%, dan kuning telur

Page 20: TERAPI PREVENTIF ARANG AKTIF TERHADAP EKSPRESI TNF …repository.ub.ac.id/1471/1/ELSA INDRA YEDEANINGSI.pdfterapi preventif arang aktif terhadap ekspresi tnf-α dan histopatologi hepar

5

puyuh rebus 5% selama 14 hari secara force feeding dengan sonde lambung

(Larasathi, 2014).

3. Arang aktif diperoleh dari PT. Haycarb Palu Mitra.

4. Dosis Arang Aktif diberikan pada tikus 1 x sehari melalui oral, menggunakan

sonde selama 14 hari dengan dosis plasebo 680 mg/ekor dan perlakuan 340

mg/ekor, 680 mg/ekor, 1020 mg/ekor.

5. Variabel yang diamati pada penelitian ini adalah ekspresi TNF-α dengan metode

imunohistokimia pada organ hepar dan histopatologi organ hepar dengan

pewarnaan Hematosiklin Eosin.

1.4. Tujuan Penelitian

1. Mengetahui efek pemberian arang aktif dalam mencegah peningkatan ekspresi

TNF-α pada hepar tikus (Rattus norvegicus) yang diberi diet pakan tinggi

kelesterol.

2. Mengetahui pengaruh pemberian arang aktif dapat mencegah terjadi

histopatologi pada hepar tikus (Rattus norvegicus) yang diberi diet pakan tinggi

kelesterol.

1.5. Manfaat Penelitian

Adapun manfaat yang diharapkan oleh penulis dari penelitian ini adalah

sebagai berikut :

1. Penelitian ini dapat digunakan sebagai kajian ilmiah pemanfaatan arang aktif

untuk pencegahan hiperkolesterolemia akibat pemberian diet pakan tinggi

kolesterol.

Page 21: TERAPI PREVENTIF ARANG AKTIF TERHADAP EKSPRESI TNF …repository.ub.ac.id/1471/1/ELSA INDRA YEDEANINGSI.pdfterapi preventif arang aktif terhadap ekspresi tnf-α dan histopatologi hepar

6

2. Penelitian ini dapat digunakan untuk mengetahui efek pemberian arang aktif

dalam mencegah peningkatan ekspresi TNF-α serta terhadap profil

histopatologi hepar tikus putih (Rattus norvegicus) yang diberi diet pakan

tinggi kolesterol.

3. Penelitian ini dapat digunakan sebagai literatur pemanfaatan Arang aktif

sebagai pencegahan hiperkolesterolemia dalam dunia kedokteran hewan.

Page 22: TERAPI PREVENTIF ARANG AKTIF TERHADAP EKSPRESI TNF …repository.ub.ac.id/1471/1/ELSA INDRA YEDEANINGSI.pdfterapi preventif arang aktif terhadap ekspresi tnf-α dan histopatologi hepar

7

Page 23: TERAPI PREVENTIF ARANG AKTIF TERHADAP EKSPRESI TNF …repository.ub.ac.id/1471/1/ELSA INDRA YEDEANINGSI.pdfterapi preventif arang aktif terhadap ekspresi tnf-α dan histopatologi hepar

7

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Hiperkolesterolemia

2.1.1 Definisi Hiperkolesterolemia

Hiperkolesterolemia merupakan suatu keadaan dimana kadar kolesterol tinggi

dalam darah. Keadaan ini bukanlah suatu penyakit tetapi gangguan metabolik yang

bisa menyumbang dalam terjadinya berbagai penyakit terutama penyakit

kardiovaskuler (Diyanti, 2015). Dalam keadaan normal hati melepaskan kolesterol

ke darah sesuai kebutuhan. Tetapi bila diet mengandung terlampau banyak

kolesterol atau lemak hewani jenuh maka kadar kolesterol darah akan meningkat.

Hiperkolesterolemia adalah suatu kondisi dimana meningkatnya konsentrasi

kolesterol dalam darah yang melebihi nilai normal (Siregar, 2015).

Hiperkolesterolemia dapat diklasifikasikan berdasarkan penyebabnya yaitu

hiperkolesterolemia primer terutama disebabkan oleh faktor genetik, usia, jenis

kelamin dan hiperkolesterolemia sekunder yang disebabkan oleh kebiasaan diet

lemak jenuh, kurangnya aktivitas fisik, obesitas serta sindrom nefrotik (Usman,

2014) Hiperkolestrolemia dapat diklasifikasikan menjadi:

a. Hiperkolesterolemia Primer

Hiperkolsterolemia primer adalah gangguan lipid yang terbagi menjadi 2

bagian, yakni hiperkolesterol poligenik dan hiperkolesterol familial.

Hiperkolesterol poligelik disebabkan oleh berkurangnya daya metabolisme

kolesterol, dan meningkatnya penyerapan lemak. Keadaan ini merupakan penyebab

Page 24: TERAPI PREVENTIF ARANG AKTIF TERHADAP EKSPRESI TNF …repository.ub.ac.id/1471/1/ELSA INDRA YEDEANINGSI.pdfterapi preventif arang aktif terhadap ekspresi tnf-α dan histopatologi hepar

8

hiperkolesterolemia tersering (>90%). Merupakan interaksi antara kelainan gen

yang multipel, nutrisi, dan faktor lingkungan lainnya serta lebih mempunyai lebih

dari satu dasar metabolik. Hiperkolesterolemia biasanya ringan atau sedang dan

tidak ada xantoma. Hiperkolesterolemia familial adalah meningkatnya kadar

kolesterol yang sangat dominan (banyak) akibat ketidakmampuan reseptor LDL.

Hiperkolesterolemia ini terjadi akibat kelainan genetis atau mutasi gen pada tempat

kerja reseptor LDL, sehingga menyebabkan pembentukan jumlah LDL yang tinggi

atau berkurangnya kemampuan reseptor LDL (Siregar, 2015).

Hiperkolesterolemia primer adalah suatu penyakit herediter yang

menyebabkan seseorang mewarisi kelainan gen pembentuk reseptor lipoprotein

berdensitas rendah pada permukaan membran sel tubuh. Bila reseptor ini tidak ada,

hati tidak dapat mengabsorpsi lipoprotein berdensitas sedang atau lipoprotein

berdensitas rendah. Tanpa adanya absorpsi tersebut, mesin kolesterol di sel hati

menjadi tidak terkontrol dan terus membentuk kolesterol baru. Hati tidak lagi

memberi respons terhadap inhibisi umpan balik dari jumlah kolesterol plasma yang

terlalu besar. Akibatnya, jumlah lipoprotein berdensitas sangat rendah yang

dilepaskan oleh hati ke dalam plasma menjadi sangat meningkat (Diyanti, 2015).

b. Hiperkolesterolemia Sekunder

Hiperkolesterolemia Sekunder terjadi akibat penderita mengidap suatu

penyakit tertentu, seperti diabetes melitus, obesitas, sindroma nefrotik, stres, atau

kurang gerak (olahraga) (Siregar, 2015). Hiperkolesterolemia sekunder diakibatkan

oleh adanya gangguan sistemik (Diyanti, 2015).

Page 25: TERAPI PREVENTIF ARANG AKTIF TERHADAP EKSPRESI TNF …repository.ub.ac.id/1471/1/ELSA INDRA YEDEANINGSI.pdfterapi preventif arang aktif terhadap ekspresi tnf-α dan histopatologi hepar

9

2.1.2 Etiologi Hiperkolesterolemia

Kolesterol yang berada dalam zat makanan yang kita makan akan dapat

meningkatkan kadar kolesterol dalam darah yang berakibat hiperkolesterolemia

(Hendarsyah, 2014). Hiperkolesterolemia dicirikan dengan peningkatan kadar low

density lipoprotein dan kolesterol total. Gangguan metabolisme ini penyebabnya

5% adalah kasus familial/keturunan dan 95% tidak diketahui penyebabnya. Faktor

resiko hiperkolesterolemia (Siregar, 2015):

a. Stres juga memegang peranan nyata terutama pada orang dengan struktur

kepribadian sangat bersemangat berlebihan, tidak sabaran, bekerja keras dan

cepat. Mereka lebih besar resikonya mengidap penyakit jantung dan pembuluh

dari pada orang yang lebih santai dan tidak tergesa-gesa.

b. Low-density lipoprotein (LDL) tinggi (> 175 mg/dl) adalah faktor resiko

terpenting, terlebih pula bila TG meningkat (> 310 mg/dl). Low-density

lipoprotein (LDL) dapat diturunkan dengan penurunan berat badan dan diet

mengurangi lemak jenuh dan kolesterol serta peningkatan asupan lemak tak

jenuh, serat dan protein nabati.

c. High-density lipoprotein (HDL) rendah (< 35 mg/dl) dapat disebabkan oleh

merokok, obesitas dan kurang gerak badan, juga akibat obat-obat seperti

diuretika dan β-blockers, hormon kelamin dan hormon adrenalin dan kortisol.

2.1.3 Metabolisme Kolesterol

Hampir seluruh kolesterol dan fosfolipid akan diabsorpsi di saluran

gastrointestinal dan masuk ke dalam kilomikron yang dibentuk di dalam mukosa

usus. Kilomikron sebagian besar dibentuk oleh trigliserida dengan sebagian lain

Page 26: TERAPI PREVENTIF ARANG AKTIF TERHADAP EKSPRESI TNF …repository.ub.ac.id/1471/1/ELSA INDRA YEDEANINGSI.pdfterapi preventif arang aktif terhadap ekspresi tnf-α dan histopatologi hepar

10

dibentuk oleh fosfolipid (9%), kolesterol (3%), dan apoprotein B (1%). Setelah

kilomikron mengeluarkan trigliseridanya di jaringan adiposa, kilomikron sisanya

akan menyerahkan kolesterol ke hati. Kilomikron dan sisanya merupakan suatu

sistem transpor untuk lipid eksogen dari makanan. Juga ada sistem endogen yang

terdiri dari very lowdensity lipoprotein (VLDL), high-density lipoprotein (HDL),

low-density lipoprotein (LDL), dan intermediate-density lipoprotein (IDL), yang

mengangkut trigliserida dan kolesterol ke seluruh tubuh. Very lowdensity

lipoprotein (VLDL) terbentuk di hati dan mengangkut trigliserida yang terbentuk

dari asam lemak dan karbohidrat di hati ke jaringan ekstra hati. Setelah sebagian

besar trigliserida dikeluarkan oleh kerja lipoprotein lipase, VLDL ini menjadi IDL.

Intermediate-density lipoprotein (IDL) menyerahkan fosfolipid dan melalui kerja

enzim plasma lesitin-kolesterol asiltransferase, mengambil ester kolesterol yang

terbentuk dari kolesterol di HDL. Sebagian IDL diserap oleh hati. Intermediate-

density lipoprotein (IDL) sisanya kemudian melepaskan lebih banyak trigliserida

dan protein, kemungkinan di sinusoid hati, dan menjadi LDL. Selama perubahan

ini sistem endogen kehilangan APO E, tetapi APO B-100 tetap ada. Low-density

lipoprotein (LDL) menyediakan kolesterol bagi jaringan. Di hati dan kebanyakan

jaringan ekstra hati, LDL diambil melalui endositosis dengan perantara reseptor

yang mengenali komponen APO-100 dari LDL tersebut (Diyanti, 2015).

2.1.4 Patomekanisme Hiperkolesterolemia

Lemak yang berasal dari makanan mengalami proses pencernaan di dalam usus

menjadi asam lemak bebas, trigliserida, fosfolipid, dan kolesterol. Lipoprotein

mengangkut lipid dari usus sebagai kilomikron. Kilomikron melepaskan trigliserida

Page 27: TERAPI PREVENTIF ARANG AKTIF TERHADAP EKSPRESI TNF …repository.ub.ac.id/1471/1/ELSA INDRA YEDEANINGSI.pdfterapi preventif arang aktif terhadap ekspresi tnf-α dan histopatologi hepar

11

dalam jaringan adiposa, sedangkan sisa kilomikron lainnya akan membawa

kolesterol ke hepar. Selain itu hepar juga membentuk kolesterol, dimana sebagian

kolesterol hepar diekskresikan dalam empedu, baik dalam bentuk bebas maupun

sebagai asam empedu. Sisa kolesterol akan menjadi satu dengan VLDL.

Trigliserida di VLDL dalam sirkulasi akan dihidrolisis oleh enzim Lipoprotein

Lipase (LPL) sehingga VLDL berubah menjadi IDL. Intermediate-density

lipoprotein (IDL) sebagian kembali ke hepar dan sebagian lainnya akan dihidrolisis

kembali oleh LPL sehingga menjadi LDL. Low-density lipoprotein (LDL) akan

membawa kolesterol ke seluruh jaringan perifer sesuai dengan kebutuhan. Sisa

kolesterol di perifer akan berikatan dengan HDL dan dibawa kembali ke hepar

untuk dikonversi menjadi asam empedu (Pangestika, 2014).

Radikal bebas adalah suatu molekul yang mempunyai satu atau lebih elektron

yang tidak berpasangan pada orbit luarnya sehingga dapat bereaksi dengan molekul

lain dan menimbulkan reaksi yang destruktif. Hubungan antara kolesterol degan

radikal bebas adalah keterkaitan keduanya dalam proses sintesis asam empedu.

Tubuh berusaha menyeimbangkan kadar kolesterol plasma dengan jalan mengubah

kolesterol menjadi asam empedu. Reaksi 7α-hidroksilasi merupakan tahap pertama

pada biosintesis asam empedu dan juga membatasi laju reaksi hidroksilase, suatu

enzim mikrosomal yang memerlukan oksigen, NADPH, dan sitokrom P-450.

Reaksi hidroksilasi mengakibatkan oksigen mudah tereduksi menjadi radikal bebas

anion superoksida (O2-). Efek kimiawi O2

- dalam jaringan akan menimbulkan reaksi

rantai radikal bebas. O2- yang terikat pada sitokrom P-450 merupakan intermiediet

dalam pengaktifan oksigen dalam berbagai reaksi hidroksilasi. Peningkatan sintesis

Page 28: TERAPI PREVENTIF ARANG AKTIF TERHADAP EKSPRESI TNF …repository.ub.ac.id/1471/1/ELSA INDRA YEDEANINGSI.pdfterapi preventif arang aktif terhadap ekspresi tnf-α dan histopatologi hepar

12

asam empedu akan meningkatkan aktivitas sitokrom P-450 dan semakin banyak

oksigen yang diperlukan. Peningkatan oksigen akan menghasilkan radikal bebas

sebagai hasil sampingan sehingga radikal bebas terbentuk secara berlebihan pada

kondisi hiperkolesterolemia. Produksi radikal bebas berlebihan akan

mengakibatkan enzim antioksidan di dalam tubuh khususnya organ hati seperti

superoksida dismutase (SOD) tidak mampu mengatasinya dan menimbulkan

kondisi stres oksidatif. Stres oksidatif adalah suatu keadaan dimana terjadi

ketidakseimbangan antar radikal bebas dengan antioksidan di dalam tubuh. Radikal

bebas yang terbentuk sebagian besar termasuk ke dalam kelompok reactive oxygen

species (ROS). Beberapa ROS yang terdapat di dalam tubuh adalah radical

superoxide (O2-•), hydroxyl radicals (OH•), dan hydrogen peroxide (H2O2)

(Larasathi, 2014).

Diet hiperkolesterol menyebabkan hiperkolesterolemia yang dapat

mengganggu fungsi endotel pembuluh darah akibat LDL menumpuk di dinding

vaskuler. Infiltrasi LDL pada pembuluh darah dan tingginya Reactive Oxygen

Species (ROS) menyebabkan terbentuknya LDL teroksidasi (LDL-oks). Faktor

transkripsi Nuklear Factor Kappa Beta (NF-kB) yang akan menginduksi

terbentuknya molekul-molekul adhesi (Inter Cellular Adhesion Molecule-1

(ICAM-1), Vascullar Cell Adhesion Molecule-1 (VCAM-1) dan Selectin), dan

sitokin-sitokin proinflamasi (IL-1, IL-2, IL-6, IL-9 dan TNF-α) diakifkan oleh

LDL-oks. Monosit semula berada di sepanjang lumen pembuluh darah dan akan

mengikat molekul adhesi, kemudian penetrasi ke lapisan lebih dalam di bawah

intima dan berdeferensiasi menjadi makrofag. Makrofag akan memfagosit LDL-

Page 29: TERAPI PREVENTIF ARANG AKTIF TERHADAP EKSPRESI TNF …repository.ub.ac.id/1471/1/ELSA INDRA YEDEANINGSI.pdfterapi preventif arang aktif terhadap ekspresi tnf-α dan histopatologi hepar

13

oks yang masuk ke dalam pembuluh darah. Aktivasi makrofag juga mempengaruhi

pelepasan sitokin proinflamasi TNF-α. Tumor Necrosis Factor-Alpha akan

menyebabkan reaksi inflamasi sehingga hati mengalami kerusakan yang semakin

parah (Pangestika, 2014).

2.1.5 Pencegahan Hiperkolesterolemia

Pencegahan untuk penyakit hiperkolesterolemia sebagai berikut (Siregar,

2015):

a. Hindari asap rokok.

b. Tidak meminum alkohol.

c. Mengatur pola makan seimbang dan rendah lemak.

d. konsumsi makanan berserat, seperti sayur-sayuran dan buah - buahan.

e. Lakukan olahraga yang memadai sesuai dengan umur. Usahakan untuk

berolahraga setiap hari minimal 30 menit.

f. Menjaga berat badan ideal yang sesuai dengan tinggi badan.

g. Hindari stres

2.1.6 Pengobatan Hiperkolesterolemia

Prinsip utama pengobatan hiperkolesterolemia ialah mengatur diet yang

mempertahankan berat badan normal dan mengurangi kadar lipid plasma. Langkah

pengaturan diet selalu dilakukan agar dapat menghindari perlunya penggunaan

obat. Pada banyak kasus, diet saja tidak akan menurunkan kadar lipid darah. Karena

75 - 85% kolesterol serum berasal dari endogenous, perubahan diet saja akan

menurunkan kolesterol total sebanyak 10 - 30%. Jika hiperlipidemia tidak dapat

Page 30: TERAPI PREVENTIF ARANG AKTIF TERHADAP EKSPRESI TNF …repository.ub.ac.id/1471/1/ELSA INDRA YEDEANINGSI.pdfterapi preventif arang aktif terhadap ekspresi tnf-α dan histopatologi hepar

14

dikendalikan dengan diet (menghindari lemak jenuh dari sumber hewani) dan

olahraga, biasanya diberikan obat-obat antihiperkolesterolemia (Siregar, 2015).

2.2 Arang Aktif

2.2.1 Definisi Arang Aktif

Arang merupakan suatu padatan berpori yang mengandung 85-95% karbon,

dihasilkan dari bahan-bahan yang mengandung karbon dengan pemanasan pada

suhu tinggi. Ketika pemanasan berlangsung, diusahakan agar tidak terjadi

kebocoran udara di dalam ruangan pemanasan sehingga bahan yang mengandung

karbon tersebut hanya terkarbonisasi dan tidak teroksidasi. Arang selain digunakan

sebagai bahan bakar, juga dapat digunakan sebagai adsorben (penyerap). Daya

serap ditentukan oleh luas permukaan partikel dan kemampuan ini dapat menjadi

lebih tinggi jika terhadap arang tersebut dilakukan aktivasi dengan aktif faktor

bahan-bahan kimia ataupun dengan pemanasan pada temperatur tinggi. Dengan

demikian, arang akan mengalami perubahan sifat-sifat fisika dan kimia. Arang yang

demikian disebut sebagai arang aktif (Napitupulu, 2009). Karbon aktif merupakan

salah satu adsorben yang paling sering digunakan pada proses adsorpsi. Hal ini

disebabkan karena karbon aktif mempunyai daya adsorpsi dan luas permukaan yang

lebih baik dibandingkan adsorben lainnya. Karbon aktif yang baik haruslah

memiliki luas area permukaan yang besar sehingga daya adsorpsinya juga akan

besar (Pujiyanto, 2010). Arang aktif dapat dibedakan dengan arang berdasarkan

sifat pada permukaannya. Permukaan arang masih ditutupi oleh deposit

hidrokarbon yang menghambat keaktifannya, sedangkan permukaan arang aktif

relatif telah bebas dari deposit, permukaannya luas dan pori-porinya telah terbuka,

Page 31: TERAPI PREVENTIF ARANG AKTIF TERHADAP EKSPRESI TNF …repository.ub.ac.id/1471/1/ELSA INDRA YEDEANINGSI.pdfterapi preventif arang aktif terhadap ekspresi tnf-α dan histopatologi hepar

15

sehingga memiliki daya serap tinggi. Untuk meningkatkan daya serap arang, maka

bahan tersebut dapat diubah menjadi arang aktif melalui proses aktivasi (Lempang,

2014).

Kapasitas adsorpsi arang aktif bergantung pada karakteristik arang aktifnya,

seperti: tekstur (luas permukaan, distribusi ukuran pori), kimia permukaan (gugus

fungsi pada permukaan), dan kadar abu. Selain itu juga bergantung pada

karakteristik adsorpsi: bobot molekul, polaritas, pKa, ukuran molekul, dan gugus

fungsi. Kondisi larutan juga berpengaruh, seperti: pH, konsentrasi, dan adanya

kemungkinan adsorpsi terhadap zat lain (Evika, 2011).

2.2.2 Karakteristik Arang Aktif

Karbon aktif adalah senyawa karbon yang telah ditingkatkan daya adsorpsinya

dengan proses aktivasi. Pada proses aktivasi ini terjadi penghilangan hidrogen, gas-

gas dan air dari permukaan karbon sehingga terjadi perubahan fisik pada

permukaannya. Aktivasi ini terjadi karena terbentuknya gugus aktif akibat adanya

interaksi radikal bebas pada permukaan karbon dengan atom-atom seperti oksigen

dan nitrogen. Pada proses aktivasi juga terbentuk pori-pori baru karena adanya

pengikisan atom karbon melalui oksidasi ataupun pemanasan. Karbon aktif terdiri

dari 87 – 97 % karbon dan sisanya berupa hidrogen, oksigen, sulfur dan nitrogen

serta senyawa-senyawa lain yang terbentuk dari proses pembuatan. Volume pori-

pori karbon aktif biasanya lebih besar dari 0,2 cm3/gram dan bahkan terkadang

melebihi 1 cm3/gram. Luas permukaan internal karbon aktif yang telah diteliti

umumnya lebih besar dari 500 m2/gram dan bisa mencapai 1908 m2/gram

(Pujiyanto, 2010). Luas permukaan arang aktif berkisar antara 300-3500 m2/gram

Page 32: TERAPI PREVENTIF ARANG AKTIF TERHADAP EKSPRESI TNF …repository.ub.ac.id/1471/1/ELSA INDRA YEDEANINGSI.pdfterapi preventif arang aktif terhadap ekspresi tnf-α dan histopatologi hepar

16

dan ini berhubungan dengan struktur pori internal yang menyebabkan arang aktif

mempunyai sifat sebagai adsorben. Arang aktif dapat mengadsorpsi gas dan

senyawa-senyawa kimia tertentu atau sifat adsorpsinya selektif, tergantung pada

besar atau volume poripori dan luas permukaan. Daya serap arang aktif sangat

besar, yaitu 25-100% terhadap berat arang aktif (Napitupulu, 2009).

Dua jenis perbedaan yang dipertimbangkan dalam pembuatan dan penggunaan

karbon aktif :

1. Fase liquid yaitu karbon-karbon aktif umumnya ringan dan halus berbentuk

seperti serbuk.

2. Fase atau Penyerap uap yaitu karbon-karbon aktifnya keras, berbentuk butiran

atau pil.

Menurut Standard Industri Indonesia (SII No. 0258-79) yang dikeluarkan

departmen perindustrian, persyaratan arang aktif adalah sebagai berikut (Kurniati,

2008):

a. Bagian yang hilang pada suhu 950oC maksimum 15%

b. Air maksimum 10%

c. Abu maksimum 2,5%

d. Bagian yang tidak diperarang (tidak terbakar menjadi arang) tidak ada

e. Daya serap terhadap larutan I2 minimum 20%

Berdasarkan ukuran pori-porinya karbon aktif dikelompokkan menjadi dua

jenis yaitu (Kurniati, 2008):

1. Mikropori, dengan ukuran pori-pori 10-1000 Angstrom.

2. Makropori, dengan ukuran pori-pori lebih besar dari 1000 Angstrom.

Page 33: TERAPI PREVENTIF ARANG AKTIF TERHADAP EKSPRESI TNF …repository.ub.ac.id/1471/1/ELSA INDRA YEDEANINGSI.pdfterapi preventif arang aktif terhadap ekspresi tnf-α dan histopatologi hepar

17

2.2.3 Fungsi Arang Aktif

Arang aktif sering digunakan sebagai obat oral untuk menurunkan kadar

kolesterol, mengobati keracunan dan mengurangi gas dalam usus. Secara umum,

arang aktif tidak beracun dan aman digunakan dalam administrasi langsung karena

tidak dicerna saluran pencernaan (Ahmad Zaini and Mohamad, 2015). Menurut

Ibrahim (2014), arang aktif yang saat ini banyak dikenal sebagai adsorben juga

memiliki kemampuan menurunkan kadar kolesterol, penyakit jantung koroner, dan

aterosklerosis. Pemberian arang aktif kepada manusia penderita

hiperkolesterolemia sebanyak 8 g dan tiga kali sehari selama 4 minggu menurunkan

total plasma kolesterol sebesar 25% dan kolesterol LDL sebesar 41%. Selain itu,

kolesterol HDL meningkat sebesar 8%, dan dalam penelitian tersebut juga tidak

ditemukan efek samping yang berarti.

2.3 Hewan Coba

Hewan percobaan adalah hewan yang sengaja dipelihara untuk digunakan

sebagai hewan model di dalam berbagai bidang ilmu dalam skala penelitian atau

pengamatan laboratorik. Salah satu hewan percobaan yang memiliki sifat fisiologis

mirip dengan manusia adalah tikus. Tikus memiliki dua spesies, yaitu tikus hitam

(Rattus rattus) dan tikus putih (Rattus norvegicus). Spesies yang paling sering

digunakan sebagai hewan model pada penelitian mengenai manusia maupun

mamalia lain adalah Rattus norvegicus. Rattus norvegicus adalah hewan percobaan

yang paling banyak digunakan dalam penelitian yang berkaitan dengan pencernaan

(Larasathi, 2014). Tikus putih (Rattus norvegicus) dipilih sebagai hewan model

karena tikus memiliki fisiologis dan respon endokrin yang mirip dengan manusia.

Page 34: TERAPI PREVENTIF ARANG AKTIF TERHADAP EKSPRESI TNF …repository.ub.ac.id/1471/1/ELSA INDRA YEDEANINGSI.pdfterapi preventif arang aktif terhadap ekspresi tnf-α dan histopatologi hepar

18

Tikus putih tergolong sebagai hewan nocturnal yang termasuk cerdas dan tahan

terhadap infeksi (Azhar, 2015). Klasifikasi tikus Rattus norvegicus sebagai berikut

(Pangestika, 2014):

Kingdom : Animalia

Filum : Chordata

Sub Filum : Vertebrata

Class : Mamalia

Ordo : Rodentia

Sub Ordo : Sciurognathi

Familia : Muridae

Sub Familia : Muribae

Genus : Rattus

Spesies : Rattus norvegicus

Tikus putih (Rattus norvegicus) strain wistar memiliki berat badan mencapai

35-40 g pada umur 4 minggu dan setelah dewasa rata-rata 200-250 g. Tikus jantan

umur 12 minggu memiliki berat badan hingga 240 g. Panjang tubuh tikus putih ini

mencapai 40 cm bila diukur dari hidung sampai ujung ekor. Panjang ekor dapat

mencapai 20,5 cm. Tikus ini memiliki mata yang berwarna merah. Tikus yang

digunakan sebagai hewan model hiperkolesterolemia adalah tikus jantan memiliki

kadar hormon estrogen yang sedikit, sehingga tidak akan mempengaruhi kadar

kolesterol dalam darah. Tikus jantan juga memiliki kadar kolesterol yang tidak

dipengaruhi variasi hormon. Tikus jantan yang diinduksi hiperkolesterolemia

selama 14 hari akan menyebabkan metabolisme kolesterol dalam tubuh terganggu,

Page 35: TERAPI PREVENTIF ARANG AKTIF TERHADAP EKSPRESI TNF …repository.ub.ac.id/1471/1/ELSA INDRA YEDEANINGSI.pdfterapi preventif arang aktif terhadap ekspresi tnf-α dan histopatologi hepar

19

sehingga merangsang peningkatan kadar trigliserida dan kolesterol yang tinggi

yang akan mengakibatkan hiperkolesterolemia. Tikus memiliki kadar kolesterol

total normal dengan nilai 40-130 mg/dl, total HDL (HIGH Density Lipoprotein)

≥35 mg/dl, dan total LDL (Low Density Lipoprotein) 7-27,2 mg/dl (Azhar, 2015).

Preparasi hewan coba hiperkolesterolemia pada Rattus norvegicus dilakukan

dengan pemberian diet hiperkolesterol. Diet hiperkolesterol merupakan komposisi

pakan yang terdiri dari asam khota 0,1%, minyak babi 10%, dan kuning telur puyuh

rebus segar 5%. Pakan yang mengandung banyak kolesterol akan dimetabolisme

dalam tubuh tikus. Lipid dihidrolisis menjadi kolesterol, asam lemak, fosfolipid,

dan trigliserida. Usus akan mensintesis kilomikron untuk mengalirkan kolesterol

dan masuk ke dalam hati. Hati akan mensintesis LDL untuk mengalirkan kolesterol

ke seluruh tubuh. Pemberian induksi hiperkolesterol pada tikus selama 14 hari akan

menyebabkan terganggunya metabolisme kolesterol di dalam tubuh karena

kolesterol menumpuk di hati (Larasathi, 2014).

2.4 Ekspresi TNF-α Terhadap Hiperkolesterolemia

Tumor Necrosis Factor-Alpha (TNF-α) merupakan salah satu sitokin

proinflamasi yang poten. Sitokin diketahui memegang peranan patogenik dalam

penyakit inflamasi kronik. Tumor Necrosis Factor-Alpha dapat digunakan sebagai

indikator bahwa sel mengalami stres oksidatif, apoptosis atau nekrosis. Kerusakan

jaringan lokal akan memicu aktivasi makrofag dan respon inflamasinya,

selanjutnya akan memicu respon sistemik yang awalnya merupakan pelindung

tubuh agar kerusakan meluas (Pangestika, 2014). Tumor Necrosis Factor-Alpha

mempunyai beberapa fungsi dalam proses inflamasi, yaitu dapat meningkatkan

Page 36: TERAPI PREVENTIF ARANG AKTIF TERHADAP EKSPRESI TNF …repository.ub.ac.id/1471/1/ELSA INDRA YEDEANINGSI.pdfterapi preventif arang aktif terhadap ekspresi tnf-α dan histopatologi hepar

20

peran pro trombotik dan merangsang molekul adhesi dari sel leukosit serta

menginduksi sel endotel, berperan dalam mengatur aktivitas makrofag dan respon

imun dalam jaringan dengan merangsang faktor pertumbuhan dan sitokin lain,

berfungsi sebagai regulator dari hematopoetik serta komitogen untuk sel T dan sel

B serta aktivitas sel neutrofil dan makrofag. Tumor Necrosis Factor-Alpha juga

memiliki fungsi tambahan yang menguntungkan termasuk peranannya dalam

respon imun terhadap bakteri, virus, jamur, dan invasi parasit (Supit, 2015).

Tumor Necrosis Factor-Alpha merupakan salah satu mediator yang berperan

penting pada proses hiperkolesterolemia. Hiperkolesterolemia menyebabkan stres

oksidatif pada pembuluh darah yang mengaktifkan jalur imun NF-kB. NF-kB

merupakan faktor transkripsi yang berperan penting dalam pengaturan berbagai gen

termasuk respon inflamasi, dengan menginduksi sitokin proinflamasi akibat adanya

stimuli, seperti LDL-oks (Pangestika, 2014).

Hepatosit memiliki beberapa reseptor sitokin seperti Il-1, TNF-α, dan IL-6.

Tumor Necrosis Factor-Alpha adalah suatu protein dengan berat molekul 17 kDa

yang mempunyai peran ganda dalam sel hepatosit, yaitu bertindak sebagai mediator

kematian sel dan juga menginduksi proliferasi dan regenerasi sel hepatosit. Tumor

Necrosis Factor-Alpha diproduksi berlebih di jaringan adiposa pada model tikus

obesitas dan memegang peranan penting dalam proses pembentukan aterosklerosis.

Tumor Necrosis Factor-Alpha memiliki efek biologis diantaranya inisiator

neutrofil dan monosit ke tempat infeksi, memacu ekspresi molekul adhesi sel

vaskular untuk leukosit, merangsang makrofag untuk mensekresi kemoklin dan

Page 37: TERAPI PREVENTIF ARANG AKTIF TERHADAP EKSPRESI TNF …repository.ub.ac.id/1471/1/ELSA INDRA YEDEANINGSI.pdfterapi preventif arang aktif terhadap ekspresi tnf-α dan histopatologi hepar

21

menginduksi kemotaksis, serta menginduksi apoptosis sel inflamasi yang sama

(Larasathi, 2014).

Tumor Necrosis Factor-α diproduksi dalam jumlah besar dari jaringan lemak

dan sebagian besar disekresi oleh mikrofag yang menginfiltrasi dan berakumulasi

di jaringan lemak sebagai respon terhadap diet tinggi lemak. Peningkatan lemak

viseral terjadi pada keadaan obesitas sehingga sel adiposit akan meningkatkan

ekspresi TNF-α dan subtansi proinflasi lainnya. Peningkatan ekspresi TNF-α akan

menyebabkan stres oksidatif pada pembuluh darah. Jaringan lemak terdiri dari 5-

10% mikrofag, tetapi pada kondisi diet yang memicu peningkatan berat badan

menyebabkan infiltrasi mikrofag yang signifikan, dimana jumlah mikrofag hampir

mencapai 60% dari seluruh sel yang ditemukan di jaringan lemak. Pemberian diet

tinggi lemak pada tikus terbukti memicu berbagai jalur respon inflamasi jaringan

lemak dimana 59% dari total mRNA yang di transkripsi oleh jaringan lemak adalah

gen yang berhubungan dengan inflamasi. Inflasi bertujuan untuk menyekat serta

mengisolasi jejas, menghancurkan mikroorganisme yang menginvasi tubuh serta

menghilangkan aktivitas toksinnya, dan mempersiapkan jaringan bagi kesembuhan

serta perbaikan. Inflamasi juga bisa menyebabkan reaksi hipersensitivitas yang

menyebabkan kematian atau kerusakan organ yang persisten serta progresif akibat

inflamasi kronik dan fibrosis (Larasathi, 2014).

Tumor Necrosis Factor-α memiliki efek yang menguntungkan pada

konsentrasi rendah tetapi pada konsentrasi tinggi dapat menyebabkan inflamasi

yang berlebih dan kerusakan organ. Suatu penelitian pada tikus menunjukkan

bahwa ekspresi TNF-α meningkat secara signifikan pada kelompok yang diberi diet

Page 38: TERAPI PREVENTIF ARANG AKTIF TERHADAP EKSPRESI TNF …repository.ub.ac.id/1471/1/ELSA INDRA YEDEANINGSI.pdfterapi preventif arang aktif terhadap ekspresi tnf-α dan histopatologi hepar

22

tinggi lemak dan kelompok yang diberi diet tinggi karbohidrat dibandingkan

kelompok yang diberi diet normal (Larasathi, 2014).

2.5 Histopatologi Hepar

Hepar terdiri atas bermacam-macam sel. Hepatosit berbentuk polihedral

dengan 6 atau lebih permukaan, dan garis tengah lebih kurang 20-30 μmj. Hepatosit

meliputi ± 60% sel hati, sedangkan sisanya terdiri atas sel-sel epitel sistem empedu

dan sel-sel non parenkimal yang termasuk di dalamnya endothelium, sel Kupffer

dan sel Stellata yang berbentuk seperti bintang. Sel-sel epitel ini berkelompok

membentuk empeng-lempeng yang saling berhubungan disebut lobulus hati.

Hepatosit sendiri dipisahkan oleh sinusoid yang tersusun melingkari eferen vena

hepatica dan duktus hepatikus. Sinusoid adalah pembuluh yang melebar secara

tidak teratur dan membentuk lapisan tidak utuh. Saat darah memasuki hati melalui

arteri hepatica dan vena porta serta menuju vena sentralis, maka akan didapatkan

pengurangan oksigen secara bertahap. Sebagai konsekuensinya, akan didapatkan

variasi penting kerentanan tiap daerah jaringan terhadap kerusakan asinus.

Hepatosit berderet secara radier dalam lobulus hati, membentuk lapisan setebal 1-

2 sel, mirip susunan bata di dinding. Lempeng sel ini mengarah dari tepian lobulus

ke pusatnya dan beranastomosis secara bebas (Prasetyo, 2011).

Hati tikus terbagi menjadi empat lobus yaitu lobus kiri, lobus median, lobus

kanan, dan lobus caudatus. Beberapa ligamentum yang merupakan piretoneum

membantu menyokong hati. Dalam hati terdapat tiga jenis jaringan yang penting

yaitu sel parenkim hati, susunan pembuluh darah dan susunan saluran empedu.

Secara mikroskopis, setiap lobus hati terbagi menjadi struktur-struktur yang disebut

Page 39: TERAPI PREVENTIF ARANG AKTIF TERHADAP EKSPRESI TNF …repository.ub.ac.id/1471/1/ELSA INDRA YEDEANINGSI.pdfterapi preventif arang aktif terhadap ekspresi tnf-α dan histopatologi hepar

23

sebagai lobulus, yang merupakan unit mikroskopis dan fungsional organ. Setiap

lobulus merupakan badan heksagonal yang terdiri atas lempeng-lempeng sel hati

berbentuk kubus, tersusun radial mengelilingi vena sentralis yang mengalirkan

darah dari lobulus. Diantara sel hati terdapat kapiler-kapiler yang disebut sebagai

sinusoid. Sinusoid dibatasi oleh sel fagositik atau sel kupffer yang fungsi utamanya

adalah menelan bakteri dan benda asing dalam darah. Selain cabang-cabang vena

porta dan arteri hepatica, juga terdapat saluran empedu. Saluran empedu

interlobular membentuk kapiler empedu yang sangat kecil yang disebut sebagai

kanalikuli yang bersatu membentuk saluran empedu yang makin lama makin besar

hingga menjadi duktus koledokus (Susanti, 2015).

Gambar 2.1 Anatomi hati tikus (Susanti, 2015).

Pengamatan kerusakan struktur sel hepar dapat diamati dengan melihat

perubahan sel hepar dalam mikroskop dengan kekuatan perbesaran (40x10).

Perubahan yang terjadi meliputi degenerasi parenkimatosa, degenerasi hidropik

sampai nekrosis. Degeneratif parenkimatosa atau disebut juga degeneratif

albumintosa atau bengkak keruh ialah bentuk degenerasi teringan, berupa

pembengkakan dan kekeruhan sitoplasma dengan munculnya granula-granula

dalam sitoplasma akibat endapan protein. Degenerasi ini merupakan degenerasi

Page 40: TERAPI PREVENTIF ARANG AKTIF TERHADAP EKSPRESI TNF …repository.ub.ac.id/1471/1/ELSA INDRA YEDEANINGSI.pdfterapi preventif arang aktif terhadap ekspresi tnf-α dan histopatologi hepar

24

sangat ringan dan reversibel, dimana degenerasi hanya terjadi pada mitokondria

dan retikulum endoplasma akibat rangsangan yang mengakibatkan gangguan

oksidasi. Sel yang sakit tidak dapat mengeliminasi air sehingga tertimbun di dalam

sel dan mengalami pembengkakan. Degenerasi hidropik pada dasarnya sama

dengan degenerasi parenkimatosa namun derajatnya lebih berat, sehingga tampak

vakuola berisi air dalam sitoplasma yang tidak mengandung lemak atau glikogen,

sitoplasmanya menjadi pucat membengkak karena timbunan cairan. Perubahan ini

reversibel, walaupun dapat pula berubah menjadi irreversibel apabila cederanya

menetap. Apabila kemudian terjadi robekan membran plasma dan terjadi perubahan

inti maka jejas sel menjadi ireversibel dan sel mengalami kematian atau yang

disebut nekrosis (Prasetyo, 2011).

Sel–sel yang terdapat di hati antara lain: hepatosit, sel endotel, dan sel

makrofag yang disebut sebagai sel kuppfer, dan sel ito (sel penimbun lemak). Sel

hepatosit berderet secara radier dalam lobulus hati dan membentuk lapisan sebesar

1-2 sel serupa dengan susunan bata. Lempeng sel ini mengarah dari tepian lobulus

ke pusatnya dan beranastomosis secara bebas membentuk struktur seperti labirin

dan busa. Celah diantara 14 lempeng-lempeng ini mengandung kapiler yang disebut

sinusoid hati (Susanti, 2015).

Pada hepar hiperkolesterolemia terdapat degenerasi lemak pada hampir seluruh

bagian terutama pada bagian dekat vena sentralis, adanya sel yang nekrosis dan

sinusoid terlihat tidak beraturan. Inti sel hati terlihat berada di tepi karena terdesak

oleh adanya lemak yang memenuhi bagian sitoplasma sel hati. Adanya degenerasi

lemak sel hati menyebabkan terjadinya perubahan susunan sel sehingga sel tidak

Page 41: TERAPI PREVENTIF ARANG AKTIF TERHADAP EKSPRESI TNF …repository.ub.ac.id/1471/1/ELSA INDRA YEDEANINGSI.pdfterapi preventif arang aktif terhadap ekspresi tnf-α dan histopatologi hepar

25

mampu kembali kekeadaan semula menyebabkan sinusoid tampak melebar.

Degenerasi lemak terjadi karena terdapat penurunan aktifitas enzim LPL dalam

menghidrolisa VLDL yang mengakibatkan butiran TG terakumulasi di dalam sel

hati. Terbentuknya radikal bebas menyebabkan sel tidak mampu mengeluarkan TG

sehingga terjadi degenerasi lemak. Peningkatan kadar radikal bebas lebih jauh akan

menyebabkan terjadinya nekrosis (Wulandari, 2012).

Menurut Rolizawaty, dkk (2016) pada hepar tikus hiperkolesterolemia terdapat

banyak degenerasi lemak yang ditandai dengan pembentukan vakuola-vakuola

lemak yang memenuhi bagian sitoplasma sel hati sehingga mendesak inti sel

hepatosit ke tepi. Sinusoid tampak tidak beraturan akibat sitoplasma sel hepatosit

yang membesar dan sinusoid dipenuhi oleh sel-sel radang. Selain itu, juga terlihat

banyaknya infiltrasi lemak yang membentuk ruang-ruang kosong akibat dari

penimbunan lemak di luar sel hepatosit. Degenerasi dan infiltrasi lemak terjadi

karena pemberian perlakuan dengan pakan tinggi kolesterol. Perlakuan pakan tinggi

kolesterol pada tikus dapat menyebabkan peningkatan aktivitas lipogenesis, dan

pembentukan free fatty acid (FFA). Perubahan tersebut juga dipengaruhi oleh

perubahan sintesis asam lemak dan oksidasi lemak terutama pada hati dan lipolisis.

Perubahan sintesis FFA ini akan mengakibatkan kadar trigliserida meningkat,

sehingga semakin tinggi konsumsi lemak maka semakin tinggi sintesis trigliserida

yang menyebabkan degenerasi lemak dan infiltrasi lemak pada hati. Sel radang

disebabkan oleh kondisi hiperkolesterolemia. Perlakuan hiperkolesterolemia

mengakibatkan peningkatan jumlah sel radang pada jaringan hati tikus yang

disebabkan produksi radikal bebas yang berlebihan pada jaringan tersebut. Radikal

Page 42: TERAPI PREVENTIF ARANG AKTIF TERHADAP EKSPRESI TNF …repository.ub.ac.id/1471/1/ELSA INDRA YEDEANINGSI.pdfterapi preventif arang aktif terhadap ekspresi tnf-α dan histopatologi hepar

26

bebas yang berlebihan akan menyerang makromolekul sel dan dapat menyebabkan

kerusakan dan kematian sel sehingga menyebabkan terjadinya diapedesis yang

mengakibatkan sel-sel radang keluar dan menginfiltrasi jaringan untuk melakukan

opsonisasi atau membersihan sel-sel yang rusak.

Gambar 2.2 Histopatologi hepar tikus dengan pewarnaan HE (perbesaran 400

kali) (Arauna, 2012).

Keterangan gambar : (A) hepar normal; (B) hepar hiperkolesterolemia 1 = sel hepar

normal, 2 = sinusoid, 3 = sel hepar megalami perlemakan,

VS = vena sentralis, huruf i (insert) menunjukkan

perlemakan pada sekitar sel hepar yang diperbesar

1

Page 43: TERAPI PREVENTIF ARANG AKTIF TERHADAP EKSPRESI TNF …repository.ub.ac.id/1471/1/ELSA INDRA YEDEANINGSI.pdfterapi preventif arang aktif terhadap ekspresi tnf-α dan histopatologi hepar

27

Page 44: TERAPI PREVENTIF ARANG AKTIF TERHADAP EKSPRESI TNF …repository.ub.ac.id/1471/1/ELSA INDRA YEDEANINGSI.pdfterapi preventif arang aktif terhadap ekspresi tnf-α dan histopatologi hepar

27

BAB III

KERANGKA KONSEP DAN HIPOTESIS PENELITIAN

3.1 Kerangka Konseptual

Gambar 3.1 Kerangka Konsep Penelitian

Diet

hiperkolesterol

Tikus (Rattus norvegicus) strain Wistar

ROS

Kilomikron

Kerusakan dan perlemakan

jaringan hepar

Arang Aktif

Kadar Kolesterol dalam

Usus

Kadar Kolesterol dalam

Darah

Metabolisme Asam

Empedu

TNF-α organ hepar

LDL-oks

VLDL

IDL

LDL

NF-ĸB

Makrofag

Page 45: TERAPI PREVENTIF ARANG AKTIF TERHADAP EKSPRESI TNF …repository.ub.ac.id/1471/1/ELSA INDRA YEDEANINGSI.pdfterapi preventif arang aktif terhadap ekspresi tnf-α dan histopatologi hepar

28

Keterangan:

: Variabel bebas : Menstimulasi

: Variabel tergantung : Menghambat

: Meningkat : Menurun

Pemberian diet tinggi kolesterol selama 14 hari dapat menyebabkan kadar

kolesterol yang tinggi sehingga mengakibatan hiperkolesterolemia.

Hiperkolesterolemia adalah suatu keadaan konsentrasi kolesterol dalam darah

melebihi normal. Kolesterol yang tinggi akan didetoksifikasi oleh hati dan akan

diseimbangkan kadarnya dengan peningkatan sintesa asam empedu. Kolesterol

diubah ke dalam asam empedu melalui reaksi 7α-hidroksilasi dan menghasilkan

radikal bebas sebagai hasil sampingan. Radikal bebas akan menyebabkan

kerusakan jaringan. Reactive Oxygen Species (ROS) bersifat aktif dan dapat

menyebabkan kerusakan sel, disfungsi membran, modifikasi protein, inaktifasi

enzim dan pecahnya rantai DNA. Kerusakan yang ditimbulkan akan memicu

teraktivasinya makrofag sehingga menghasilkan TNF-α sebagai salah satu sitokin

proinflamasi.

Pada hepar hiperkolesterolemia terdapat degenerasi lemak pada hampir seluruh

bagian terutama pada bagian dekat vena sentralis, adanya sel yang nekrosis dan

sinusoid terlihat tidak beraturan. Tingginya kadar kolesterol dalam darah kolesterol

akan dibawa ke hati untuk dimetabolisme. Suplai darah dari usus menuju ke hati

melalui vena porta, maka akan ditemukan perlemakan dari daerah portal yang

meluas menuju vena sentralis. Jika darah yang berasal dari usus mengandung toksin

maka kerusakan awal akan ditemukan pada hepatosit daerah vena porta.

Page 46: TERAPI PREVENTIF ARANG AKTIF TERHADAP EKSPRESI TNF …repository.ub.ac.id/1471/1/ELSA INDRA YEDEANINGSI.pdfterapi preventif arang aktif terhadap ekspresi tnf-α dan histopatologi hepar

29

Selanjutnya aliran darah akan melewati sinusoid menuju vena sentralis. Dalam hal

ini maka, kerusakan hepatosit berupa perlemakan akan banyak dijumpai pada

daerah vena sentralis. Kerusakan jaringan hati yang terjadi akan meningkatkan

ekspresi TNF-α.

Arang aktif diberikan dengan cara disonde satu jam setelah sonde diet

hiperkolesterol karena pengsosongan lambung tikus memerlukan waktu selama

satu jam. Arang aktif akan menyerap kolesterol di dalam usus sebelum terjadi

penyerapan kolesterol oleh usus sehingga kadar kolesterol dalam darah tidak

meningkat. Kolesterol adalah sterol terbanyak di dalam tubuh, bentuknya dapat

sebagai kolesterol bebas ataupun terikat pada asam lemak sebagai kolesterolester.

Interaksi antara asam lemak bebas dengan karbon aktif terjadi adsorpsi secara fisika

karena setiap partikel adsorbat yang mendekati ke permukaan adsorben melalui

gaya Van der Waals atau ikatan hidrogen. Arang aktif merupakan salah satu

adsorben yang paling sering digunakan pada proses adsorpsi karena mempunyai

daya adsorpsi dan luas permukaan yang lebih baik dibandingkan adsorben lainnya.

Arang aktif memiliki pori-pori yang mampu menyerp arang aktif. Arang aktif yang

biasa beredar di pasar umumnya terbuat dari tempurung kelapa, kayu dan batubara.

Proses adsorpsi pada arang aktif terjadi melalui tiga tahap dasar, yaitu zat teradsorsi

pada arang bagian luar, kemudian menuju pori-pori arang, dan terabsorbsi pada

dinding bagian dalam arang.

Absorbsi kolesterol usus oleh arang aktif akan mencegah peningkatan kadar

kolesterol dalam darah. Dengan mencegah peningkatan kadar kolesterol dalam

Page 47: TERAPI PREVENTIF ARANG AKTIF TERHADAP EKSPRESI TNF …repository.ub.ac.id/1471/1/ELSA INDRA YEDEANINGSI.pdfterapi preventif arang aktif terhadap ekspresi tnf-α dan histopatologi hepar

30

darah maka dapat mencegah kerusakan jaringan hati dan mencegah peningkatan

ekspresi TNF-α pada hepar.

3.2 Hipotesis Penelitian

Pemberian terapi arang aktif dapat mencegah peningkatan ekspresi sitokin

proinflamasi TNF-α pada organ hati dan mencegah kerusakan organ hati hewan

model (Rattus norvegicus) hiperkolesterolemia.

Page 48: TERAPI PREVENTIF ARANG AKTIF TERHADAP EKSPRESI TNF …repository.ub.ac.id/1471/1/ELSA INDRA YEDEANINGSI.pdfterapi preventif arang aktif terhadap ekspresi tnf-α dan histopatologi hepar

31

Page 49: TERAPI PREVENTIF ARANG AKTIF TERHADAP EKSPRESI TNF …repository.ub.ac.id/1471/1/ELSA INDRA YEDEANINGSI.pdfterapi preventif arang aktif terhadap ekspresi tnf-α dan histopatologi hepar

31

BAB IV

METODE PENELITIAN

4.1 Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian ini dilakukan pada bulan Maret 2017. Penggerusan arang aktif

dilakukan di Laboratorium Farmakologi Veteriner, Fakultas Kedokteran Hewan,

Universitas Brawijaya, Malang. Pengamatan ekspresi TNF-α dilakukan di

Laboratorium Faal Fakultas Kedokteran, Universitas Brawijaya, Malang.

Pemeliharaan hewan coba dilakukan di Laboratorium Farmakologi Fakultas

Kedokteran, Universitas Brawijaya, Malang. Pemeriksaan histopatologi hepar

dilakukan di Laboratorium Patologi Kessima Medika RS Islam Aisiyah Malang.

4.2 Alat dan Bahan

4.2.1 Alat

Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini, antara lain: freezedryer (Christ

Beta 1-8 K), spektrofotometer Shimadzu UV-visible, mikroskop Olympus BX51,

inkubator (memmert Ine500), sentrifuse (Sorvall Biofuge Primo R Centrifuge,

Sorvall Legend Micro 17), refrigerator, aoutoclave, timbangan digital (Precisa 300

D), pH meter (Eutech Instrument Cyberscan pH 310), botol tutup berulir 1000 ml,

erlenmeyer 250 ml dan 100 ml, gelas ukur 50 ml, pipet ukur 5 ml, micropipet ukuran

10-100 µl, microtip warna kuning dan biru, microtube, vortex, mortar, pengaduk

kaca, gelas objek, cover slide, karet bulb, cooler box, kandang tikus, spuit 3 cc, alat

sonde, serta seperangkat alat bedah.

Page 50: TERAPI PREVENTIF ARANG AKTIF TERHADAP EKSPRESI TNF …repository.ub.ac.id/1471/1/ELSA INDRA YEDEANINGSI.pdfterapi preventif arang aktif terhadap ekspresi tnf-α dan histopatologi hepar

32

4.2.2 Bahan

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah tikus putih (Rattus

norvegicus) strain Wistar jenis kelamin jantan berumur 10-12 minggu dengan berat

badan 100-150 gram, arang aktif, asam kholat, minyak babi, kuning telur puyuh

rebus, anti-rat TNF-α (santa cruz biotechnology), antibodi sekunder rabbit labelled

biotin, Strep Avidin Horse Redish Peroxidase (SA-HRP), kromagen 3,3-

diaminobenzidine tetrahyrochloride (DAB), Phosphate Buffer Saline (PBS),

Paraformaldehyde (PFA), xylol, parafin cair, entellan, akuades dan alkohol.

4.3 Tahapan Penelitian

Tahapan penelitian adalah sebagai berikut:

1. Kerangka penelitian dan preparasi hewan coba tikus

2. Penentuan dosis terapi arang aktif

3. Pembuatan arang aktif

4. Preparasi tikus hiperkolesterolemia dengan diet hiperkolesterol

5. Preparasi terapi arang aktif

6. Euthanasia / pembedahan tikus

7. Pengambilan hepar

8. Pengukuran ekspresi TNF-α

9. Pembuatan preparat histopatologi organ hepar dengan pewarnaan

hematosiklin-eosin (HE) dan pengamatan histopatologi.

10. Analisa data

Page 51: TERAPI PREVENTIF ARANG AKTIF TERHADAP EKSPRESI TNF …repository.ub.ac.id/1471/1/ELSA INDRA YEDEANINGSI.pdfterapi preventif arang aktif terhadap ekspresi tnf-α dan histopatologi hepar

33

4.4 Prosedur Kerja

4.4.1 Kerangka Penelitian Dan Preparasi Hewan Coba Tikus

Penelitian bersifat eksperimental dengan desain penelitian True Experimental

dan rancangan penelitian menggunakan Rancangan Acak Lengkap (RAL), Hewan

coba dibagi menjadi enam kelompok. Masing-masing kelompok perlakuan terdiri

dari empat ekor tikus sebagai ulangan. Masing-masing kelompok diberi perlakuan

sebagai berikut:

1. Kelompok A : Tikus sehat tanpa perlakuan (Kontrol negatif).

2. Kelompok B : Tikus diberi diet hiperkolesterolemia sebanyak

3,02 g/ekor (kontrol positif).

1. Kelompok C : Tikus diberi diet hiperkolesterolemia sebanyak

3,02 g/ekor dan diterapi dengan arang aktif 340 mg/ekor

2. Kelompok D : Tikus diberi diet hiperkolesterolemia sebanyak

3,02 g/ekor dan diterapi dengan arang aktif 680 mg/ekor.

3. Kelompok E : Tikus diberi diet hiperkolesterolemia sebanyak

3,02 g/ekor dan diterapi dengan arang aktif 1020 mg/ekor.

4. Kelompok F : Tikus diterapi dengan arang aktif 680 mg/ekor.

Bagan rancangan penelitian dapat dilihat pada Lampiran 2.

Page 52: TERAPI PREVENTIF ARANG AKTIF TERHADAP EKSPRESI TNF …repository.ub.ac.id/1471/1/ELSA INDRA YEDEANINGSI.pdfterapi preventif arang aktif terhadap ekspresi tnf-α dan histopatologi hepar

34

Sampel penelitian ini menggunakan hewan coba tikus (Rattus norvegicus)

jantan strain Wistar dengan berat badan 100-150 gram. Estimasi besar sampel

dihitung berdasarkan rumus (Larasathi, 2014) :

t (n-1) ≥ 15

6 (n-1) ≥ 15

6n-6 ≥ 15

6n ≥ 21

n ≥ 4

Keterangan :

t : jumlah kelompok (perlakuan)

n : jumlah ulangan yang diperlakukan

Berdasarkan perhitungan di atas, maka untuk lima kelompok perlakuan

diperlukan jumlah ulangan paling sedikit empat kali dalam setiap kelompok

sehingga dibutuhkan 24 ekor hewan coba.

Variabel yang diamati dalam penelitian adalah:

Variabel bebas : Dosis arang aktif dan diet hiperkolesterol

Variabel tergantung : Ekspresi TNF-α hati tikus dan histopatologi hepar

Variabel kontrol : Umur, berat badan, jenis kelamin, Strain Wistar,

pakan, kandang.

Preparasi Rattus norvegicus sebelum diberi perlakuan perlu dilakukan adaptasi

di dalam laboratorium selama tujuh hari. Tikus dikandangkan sesuai dengan

kelompok perlakuan dalam kandang yang terbuat dari bak plastik dengan ukuran

17,5 x 23,75 x 17,5 cm yang dilengkapi dengan penutup kawat.

Page 53: TERAPI PREVENTIF ARANG AKTIF TERHADAP EKSPRESI TNF …repository.ub.ac.id/1471/1/ELSA INDRA YEDEANINGSI.pdfterapi preventif arang aktif terhadap ekspresi tnf-α dan histopatologi hepar

35

4.4.2 Preparasi Tikus Hiperkolesterolemia Dengan Diet Hiperkolesterol

Metode pakan diet hiperkolesterol (Gani dkk, 2013), pakan diet

hiperkolesterol terdiri dari asam kholat 0,1%, minyak babi 10%, dan kuning telur

puyuh rebus segar 5%. Semua bahan dicampur lalu diencerkan dengan akuades

sampai volume 2 ml. Pakan diet hiperkolesterol diberikan setiap hari selama 14 hari

dengan metode force feeding sebesar 3,02 gr yang diencerkan dengan akuades

sampai volume 2 ml. Setelah itu, tikus diberi minum dan pakan standar. Pakan yang

diberikan sebanyak 40 g/ekor/hari. Metode pakan diet hiperkolesterolemia susunan

ransum pakan diet hiperkolesterol dapat dilihat pada Tabel 4.1. Penggunaan hewan

model telah mendapat sertifikasi laik etik Nomor: 711-KEP-UB dari Komisi Etik

Penelitian Universitas Brawijaya.

Tabel 4.1 Komposisi bahan diet tinggi kolesterol

Bahan %/Kg Jumlah (gram)

Asam kholat 0,1 0,02

Minyak babi 10 2

Kuning telur puyuh rebus 5 1

(Gani dkk, 2013)

Bahan-bahan tersebut ditambah air hingga 2 ml diberikan dengan metode

sonde lambung dan ditambah pakan standar.

Tabel 4.2 Komposisi diet tinggi kolesterol

Tinggi lemak %

Bahan kering 86,66

Kadar abu 7,59

Lemak kasar 10,21

Protein kasar 18,61

Serat kasar 6,56

(Gani dkk, 2013)

Page 54: TERAPI PREVENTIF ARANG AKTIF TERHADAP EKSPRESI TNF …repository.ub.ac.id/1471/1/ELSA INDRA YEDEANINGSI.pdfterapi preventif arang aktif terhadap ekspresi tnf-α dan histopatologi hepar

36

Pemberian diet tinggi kolesterol pada kelompok (B), kelompok (C) dan

kelompok (D) selama 14 hari, selanjutnya akan menimbulkan gangguan

metabolisme kolesterol dalam tubuh.

Menurut Arauna (2013), pakan ideal untuk harus memenuhi kebutuhan zat

makanan antara lain protein 12%, lemak 5%, dan serat kasar kira-kira 5%, sehingga

pakan yang diberikan sudah mencukupi kebutuhan tikus (Rattus norvegicus).

Ransum pakan standar yang diberikan pada tikus dapat dilihat pada Lampiran 4.

4.4.3 Preparasi Arang Aktif

Arang aktif yang digunakan pada penelitian ini merupakan produk arang aktif

dari PT. Haycarb Palu Mitra. Produk arang aktif berbentuk granul kemudian digerus

hingga berbentuk serbuk. Arang aktif dengan dosis 340 mg/ekor dan 680 mg/ekor

dilarutkan dalam 2 ml akuades, arang aktif dengan dosis 1020 mg/ekor dilarutkan

dalam 3 ml akuades, kemudian diberikan kepada tikus model dengan metode sonde

lambung.

4.4.4 Pengambilan Hepar

Metode pengambilan hepar berdasarkan Arauna (2013), tikus terlebih dahulu

dibuat tidak sadar dengan cara dislokasi leher, selanjutnya dilakukan pembedahan

(pada hari ke-22 untuk semua perlakuan). Hati tikus terletak di bawah diafragma di

dalam rongga abdomen. Kemudian organ hepar diambil dan dicuci dengan Nacl-

fisiologis 0,9% dan direndam larutan Paraformaldehyde (PFA) 4%. Prosedur

nekropsi / otopsi dapat dilihat pada Lampiran 7.

Page 55: TERAPI PREVENTIF ARANG AKTIF TERHADAP EKSPRESI TNF …repository.ub.ac.id/1471/1/ELSA INDRA YEDEANINGSI.pdfterapi preventif arang aktif terhadap ekspresi tnf-α dan histopatologi hepar

37

4.4.5 Penentuan Ekspresi TNF-α dengan Imunohistokimia

Hepar digunakan untuk pembuatan preparat histopatologi dengan pewarnaan

Hematosiklin-Eosin (HE) dan preparat Imunohistokimia (IHK) untuk pengukuran

ekspresi TNF-α. Euthanasia hewan coba dilakukan dengan dislokasi leher. Organ

Hepar dibersihkan dari lemak-lemak yang masih menempel dan dicuci dengan

Nacl-fisiologis 0,9%, kemudian dimasukan dalam larutan Paraformaldehyde

(PFA). Organ hepar selanjutnya dijadikan preparat untuk imunohstokimia dengan

cara fiksasi, dehidrasi, clearing, embedding dan section. Tahap awal

imunohistokimia adalah tahap deparafinisasi yaitu, preparat direndam dalam

larutan xylol, alkohol 100%, 95%, 90%, 80%, dan 70%. Preparat dicuci dalam PBS

pH 7,4 dan direndam 3% hidrogen peroksida (H2O2). BSA 2% kemudian diberikan

dilanjutkan dengan pemberian antibodi primer, anti-rat TNF-α dan didiamkan

selama 24 jam. Preparat selanjutnya ditambahkan antibodi sekunder, IgG anti-rat

labelled biotin selama satu jam, SA-HRP selama 45 menit, dan kromogen DAB

(3,3- diaminobenzidine tetrahydrochloride) selama 10-20 menit. Counter staining

dengan pewarna Major hematoxylin dilakukan lalu dicuci dengan akuades.

Mounting dilakukan dengan entellan dan hasil akhir diamati dibawah mikroskop.

Pengamatan tumor necrosis factor (TNF-α) dalam jaringan akan tampak

dengan warna coklat yang menunjukan adanya ikatan antigen-antibodi. Keberadaan

TNF-α pada hepar yang diamati melalui metode imunohistokimia (IHK) dianalisis

secara semikuantitatif dengan cara membandingkan distribusi TNF-α pada kontrol

dengan perlakuan pada perbesaran rendah (400x) menggunakan software

Immunoratio.

Page 56: TERAPI PREVENTIF ARANG AKTIF TERHADAP EKSPRESI TNF …repository.ub.ac.id/1471/1/ELSA INDRA YEDEANINGSI.pdfterapi preventif arang aktif terhadap ekspresi tnf-α dan histopatologi hepar

38

4.4.6 Pembuatan Preparat Histopatologi Organ Hepar Dengan Pewarnaan

Hematosiklin-Eosin (HE) Dan Pengamatan Histopatologi.

Langkah – langkah pembuatan preparat histopatologi menurut Arauna

(2013), yaitu:

a. Fiksasi

Fiksasi dilakukan untuk mengawetkan dan mengeraskan jaringan. Jaringan

hepar difiksasi dengan formalin buffer 10% selama 18-24 jam.

b. Dehidrasi

Dehidrasi adalah proses pengeluaran air dari dalam jaringan yang difiksasi.

Jaringan dimasukkan dalam aquades selama 1 jam kemudian didehidrasi dengan

alkohol bertingkat 30%, 50%, 70%, 80%, 90% sampai alkohol absolute.

c. Penjernihan (cleaning)

Penjernihan (cleaning) merupakan proses mengeluarkan alkohol dari

jaringan dan menggantikannya dengan suatu larutan yang dapat berikatan dengan

parafin. Jaringan dimasukkan ke larutan alkohol xylol selama 1 jam, larutan xylol

murni selama 2 x 2 jam, parafin cair 2 x 2 jam.

d. Embedding

Embedding merupakan proses untuk mengeluarkan cairan cleaning agent

dari jaringan dan diganti dengan parafin. Jaringan hepar dicelup ke dalam parafin

cair yang telah dituang ke dalam wadah hingga parafin memadat.

e. Pemotongan (Sectioning) dan penempelan pada objek glass

Jaringan dipotong dengan blog parafin dengan mikrotom serebal 4 mikron,

irisan diletakkan pada poly-1-lysisn slide. Potongan terpilih dikeringkan dan

diletakkan di atas hot plate 38-40OC sampai kering dan siap diwarnai dengan

Page 57: TERAPI PREVENTIF ARANG AKTIF TERHADAP EKSPRESI TNF …repository.ub.ac.id/1471/1/ELSA INDRA YEDEANINGSI.pdfterapi preventif arang aktif terhadap ekspresi tnf-α dan histopatologi hepar

39

pewarna Hematokilin-Eosin (HE) yang akan dianalisis dan disajikan secara

deskriptif untuk melihat histopatologi hepar menggunakan mikroskop Olympus

BX51 dengan perbesaran 400x.

4.4.7 Analisa Data

Data yang diperoleh dari hasil pengukuran ekspresi TNF-α organ hati dengan

suatu program SPSS versi 21.0 dengan melakukan uji analisis varian (ANOVA)

dan dilakukan analisis lebih dengan uji Tukey (p<0,01), apabila terdapat perbedaan

yang sangat nyata. Data kualitatif yang digunakan yaitu gambaran histopatologi

hepar dengan pewarnaan HE, yang akan dianalisis dan disajikan secara deskriptif.

Page 58: TERAPI PREVENTIF ARANG AKTIF TERHADAP EKSPRESI TNF …repository.ub.ac.id/1471/1/ELSA INDRA YEDEANINGSI.pdfterapi preventif arang aktif terhadap ekspresi tnf-α dan histopatologi hepar

40

Page 59: TERAPI PREVENTIF ARANG AKTIF TERHADAP EKSPRESI TNF …repository.ub.ac.id/1471/1/ELSA INDRA YEDEANINGSI.pdfterapi preventif arang aktif terhadap ekspresi tnf-α dan histopatologi hepar

40

BAB V

HASIL DAN PEMBAHASAN

5.1. Pengaruh Preventif Arang Aktif Terhadap Ekspresi TNF-α Organ

Hepar Tikus Putih (Rattus norvegicus)

Tumor Necrosis Factor Alpha (TNF-α) merupakan sitokin utama pada

respon inflamasi akut (Ishartadiati, 2010). Sumber utama TNF-α ialah fagosit

mononuklear dan sel T yang diaktifkan antigen, sel NK dan sel mast

(Baratawidjaya, 2010). Tumor Necrosis Factor-Alpha dapat digunakan sebagai

indikator bahwa sel mengalami stres oksidatif, apoptosis atau nekrosis. Kerusakan

jaringan lokal akan memicu aktivasi makrofag dan respon inflamasinya,

selanjutnya akan memicu respon sistemik yang awalnya merupakan pelindung

tubuh agar kerusakan meluas (Pangestika, 2014).

Pengaruh pemberian preventif arang aktif diamati setelah tikus kelompok B

(kontrol (+)) mengalami hiperkolesterolemia. Pada hari ke-22 diambil darah tikus

untuk diperiksa dengan tes kit kolesterol kemudian dilanjutkan dengan analisa

kolesterol total menggunakan spektrofotometri (Lampiran 10). Pengaruh

pemberian preventif arang aktif terhadap ekspresi TNF-α organ hepar tikus putih

(Rattus norvegicus) diamati dengan menggunakan metode immunohistokimia

(IHK). Hasil gambaran IHK hepar ditandai dengan adanya produksi TNF-α pada

tikus putih yang diberikan arang aktif . Pengamatan dilakukan dengan 5 lapang

pandang menggunakan perbesaran 400x kemudian dianalisa menggunakan

software web Immunoratio. Produksi TNF-α ditandai dengan adanya warna coklat

pada jaringan akibat adanya ikatan antigen dan antibody pada jaringan yaitu

Page 60: TERAPI PREVENTIF ARANG AKTIF TERHADAP EKSPRESI TNF …repository.ub.ac.id/1471/1/ELSA INDRA YEDEANINGSI.pdfterapi preventif arang aktif terhadap ekspresi tnf-α dan histopatologi hepar

41

antibodi primer anti-rat TNF-α dan antibody skunder IgG antimouse biotin

sehingga dengan penambahan substrat kromagen akan menimbulkan warna

kecoklatan.

Hasil ekspresi TNF-α kemudian diolah menggunakan software SPSS 21.0.

Hasil uji normalitas data dan uji homogenitas varian menunjukkan nilai signifikansi

(p<0,01), dapat disimpulkan bahwa data yang digunakan mempunyai distribusi dan

homogenitas yang normal, sehingga dilanjutkan dengan uji one way ANOVA. Uji

one way ANOVA menunjukkan bahwa (p<0,01), berarti bahwa terdapat perbedaan

yang signifikan antar perlakuan dan arang aktif dapat menghambat kenaikan

ekspresi TNF-α secara signifikan (Lampiran 13). Hasil uji post hoc tukey

(Lampiran 13) menunjukkan kelompok perlakuan arang aktif memiliki perbedaan

yang nyata dengan kontrol negatif maupun kontrol positif, yang ditandai dengan

notasi yang berbeda (Tabel 5.1).

Tabel 5.1 Rata-rata ekspresi TNF-α organ hati pada kelompok perlakuan

Perlakuan Rata-rata

ekspresi

TNF-α ± sd

Peningkatan

(%)

Penurunan

(%)

Kontrol (-) (A) 13,27 ± 1,2ab - -

Kontrol (+) (hiperkolesterol) (B) 84,93 ± 2,2e 84.38% -

Perlakuan 1

(hiperkolesterol + arang aktif 340

mg/ekor) (C)

44,17 ± 1,95d - 47,99%

Perlakuan 2

(hiperkolesterol + arang aktif 680

mg/ekor) (D)

17,67 ± 1,19b - 79,19%

Perlakuan 3

(hiperkolesterol + arang aktif

1020 mg/ekor) (E)

27,90 ± 1,55c - 67,93%

Perlakuan 4 (arang aktif 680

mg/ekor) (F)

11,70 ± 0,60a - -

Keterangan : perbedaan notasi a, b, c dan d menunjukkan adanya perbedaan yang

sangat signifikan (p<0,01) antara kelompok perlakuan

Page 61: TERAPI PREVENTIF ARANG AKTIF TERHADAP EKSPRESI TNF …repository.ub.ac.id/1471/1/ELSA INDRA YEDEANINGSI.pdfterapi preventif arang aktif terhadap ekspresi tnf-α dan histopatologi hepar

42

Gambar 5.1 Hasil imunohistokimia organ Hepar

Keterangan : A = Kontrol negatif (tikus sehat), B = Kontrol positif (tikus

yang diberi diet hiperkolesterol), C = hiperkolesterol +

terapi arang aktif 340 mg/ekor/hari, D = hiperkolesterol +

terapi arang aktif 680 mg/ekor/hari, E = hiperkolesterol +

terapi arang aktif 1020 mg/ekor/hari, F = terapi arang aktif

680 mg/ekor/hari. = produksi TNF-α, VS = vena sentralis

E

VS

C

VS

D

VS

A

VS

VS

B

VS

F

Page 62: TERAPI PREVENTIF ARANG AKTIF TERHADAP EKSPRESI TNF …repository.ub.ac.id/1471/1/ELSA INDRA YEDEANINGSI.pdfterapi preventif arang aktif terhadap ekspresi tnf-α dan histopatologi hepar

43

Hasil ANOVA ekspresi TNF-α pada tikus perlakuan menunjukkan adanya

perbedaan yang sangat nyata (p<0,01). Data pada Tabel 5.1 menunjukkan bahwa

ekspresi TNF-α organ hati kelompok A memiliki ekspresi TNF-α organ hati paling

rendah yaitu 13,72 ± 1,2 dan pada kelompok B adalah 84,93 ± 2,2. Pemberian terapi

preventif arang aktif dengan dosis 340 mg/ekor, 680 mg/ekor dan 1020 mg/ekor

dapat menurunkan ekspresi TNF-α organ hati bertururt-turut 47,99%, 79,19% dan

67,93%.

Produksi TNF-α pada organ hepar tikus kelompok A dalam kadar yang

rendah pada keadaan normal, ditandai dengan sedikitnya area berwarna cokelat

pada jaringan (Gambar 5.1.A). Nilai rata-rata produksi TNF-α pada kelompok A

digunakan sebagai standart untuk mengetahui adanya peningkatan produksi TNF-

α. Tikus kelompok A pada Tabel 5.1 menunjukkan produksi TNF-α yang paling

rendah dibandingkan kelompok perlakuan yang lain yaitu sebesar (13,27 ± 1,2). Hal

ini dikarenakan tikus Kelompok A merupakan tikus sehat, tanpa diberi diet

hiperkolesterol. Ekspresi TNF-α pada tikus kelompok A paling rendah karena tikus

kelompok A tidak diberi diet hiperkolesterol sehingga radikal bebas yang

dihasilkan sebagai hasil sampingan sintesa kolesterol berlebih menjadi asam

empedu masih bisa ditangkap oleh antioksidan di dalam tubuh. Radikal bebas yang

terbentuk sebagai hasil sampingan sintesis asam empedu sebagian besar termasuk

dalam kelompok reactive oxygen species (ROS). Tingginya ROS dan LDL dalam

tubuh akibat diet hiperkolesterol akan membentuk LDL-oks yang menyebabkan

reaksi oksidatif sehingga menginduksi produksi TNF-α sebagai penyebab reaksi

inflamasi sehingga hati mengalami kerusakan. Menurut Wedhasari (2014)

Page 63: TERAPI PREVENTIF ARANG AKTIF TERHADAP EKSPRESI TNF …repository.ub.ac.id/1471/1/ELSA INDRA YEDEANINGSI.pdfterapi preventif arang aktif terhadap ekspresi tnf-α dan histopatologi hepar

44

Antioksidan diperlukan untuk mencegah stres oksidatif. Stres oksidatif adalah

kondisi ketidakseimbangan antara jumlah radikal bebas yang ada dengan jumlah

antioksidan di dalam tubuh. Radikal bebas merupakan senyawa yang mengandung

satu atau lebih elektron tidak berpasangan dalam orbitalnya, sehingga bersifat

sangat reaktif dan mampu mengoksidasi molekul di sekitarnya (lipid, protein, DNA,

dan karbohidrat). Antioksidan bersifat sangat mudah dioksidasi, sehingga radikal

bebas akan mengoksidasi antioksidan dan melindungi molekul lain dalam sel dari

kerusakan akibat oksidasi oleh radikal bebas atau oksigen reaktif

Menurut Irawati (2014), adanya peran ganda dari sitokin terutama TNF- α

yaitu pada kadar yang tepat akan memberikan perlindungan dan penyembuhan,

sedangkan pada kadar berlebihan akan menyebabkan kerusakan jaringan yang

sangat berat dan fatal. Larasathi (2014), menjelaskan Tumor Necrosis Factor-α

memiliki efek yang menguntungkan pada konsentrasi rendah tetapi pada

konsentrasi tinggi dapat menyebabkan inflamasi yang berlebih dan kerusakan

organ. Suatu penelitian pada tikus menunjukkan bahwa ekspresi TNF-α meningkat

secara signifikan pada kelompok yang diberi diet tinggi lemak dan kelompok yang

diberi diet tinggi karbohidrat dibandingkan kelompok yang diberi diet normal.

Tumor Necrosis Factor-α (TNF-α) merupakan sitokin penting dalam

perkembangan berbagai penyakit hati. TNF-α merangsang sel-sel inflamasi dan

memicu produksi sitokin lain, memulai proses penyembuhan hingga fibrogenesis.

TNF-α merupakan penghambat lipoprotein lipase yang poten. Sitokin ini

melakukan perannya melalui 2 reseptor spesifik [TNFR1 (p55) dan TNFR2 (p75)]

Page 64: TERAPI PREVENTIF ARANG AKTIF TERHADAP EKSPRESI TNF …repository.ub.ac.id/1471/1/ELSA INDRA YEDEANINGSI.pdfterapi preventif arang aktif terhadap ekspresi tnf-α dan histopatologi hepar

45

pada permukaan sel. TNF-α membunuh sel dengan mengaktifkan caspases (protein

yang menginduksi apoptosis) yang menyebabkan apoptosis. Namun, hepatosit yang

sehat biasanya tidak dibunuh oleh TNF-α karena saat dipaparkan TNF-α mereka

mengaktifkan faktor transkripsi antiapoptotik, seperti Nuklear Factor Kappa Beta

(NF-κB). Peningkatan kadar TNF-α juga menyebabkan peningkatan sintesis dan

akumulasi trigliserida di hati dengan menghambat lypolisis pada jaringan perifer.

Selain itu, TNF-α mempercepat sintesis sitokin lain pada hepar, meningkatkan

kemotaksis neutrophil, dan menyebabkan respons inflamasi parah yang

menyebabkan hepatosteatosis dan nekrosis di hati. Faktor-faktor seperti IL-12 dan

-18 dan interferon (IFN) yang meningkatkan aktivitas TNF-α umumnya

memperburuk cedera hati LPS, sedangkan yang menghambat TNF-α, seperti IL-10,

bersifat hepatoprotective (Tuncer et al, 2003).

Produksi TNF-α pada tikus kelompok B (Gambar 5.1.B) mengalami

peningkatan yang signifikan, ditandai dengan banyaknya area berwarna cokelat

pada jaringan dan nampak lebih banyak dibandingkan dengan tikus kelompok A.

Rata-rata kelompok B digunakan sebagai standart untuk mengetahui adanya

penurunan produksi TNF-α. Tikus kelompok B mengalami peningkatan produksi

TNF-α sebesar 84.38% menjadi (84,93 ± 2,2) (Tabel 5.1). Peningkatan produksi

TNF-α ini karena tikus kelompok B merupakan tikus model hiperkolesterolemia

yang diberi diet hiperkolesterol. Hal tersebut menunjukkan bahwa TNF-α

diproduksi lebih banyak saat terdapat stres oksidatif akibat produksi ROS

meningkat karena metabolisme asam empedu yang berlebihan untuk

menyeimbankan kadar kolesterol dalam tubuh tikus yang diberi diet hiperolesterol.

Page 65: TERAPI PREVENTIF ARANG AKTIF TERHADAP EKSPRESI TNF …repository.ub.ac.id/1471/1/ELSA INDRA YEDEANINGSI.pdfterapi preventif arang aktif terhadap ekspresi tnf-α dan histopatologi hepar

46

Peningkatan kadar kolesterol berbanding lurus dengan jumlah radikal bebas

yang dihasilkan dari sintesa asam empedu. Peningkatan sintesa asam empedu akan

menghasilkan radikal bebas sebagai hasil sampingan sehingga radikal bebas

terbentuk secara berlebihan pada kondisi hiperkolesterolemia. Radikal bebas yang

terbentuk sebagian besar termasuk ke dalam kelompok reactive oxygen species

(ROS) (Larasathi, 2014). Diet hiperkolesterol menyebabkan hiperkolesterolemia

yang dapat mengganggu fungsi endotel pembuluh darah akibat LDL menumpuk di

dinding vaskuler. Infiltrasi LDL pada pembuluh darah dan tingginya ROS

menyebabkan terbentuknya LDL teroksidasi (LDL-oks) yang akan mengaktigkan

NF-κB yang akan menginduksi terbentuknya molekul-molekul adhesi dan sitokin-

sitokin proinflamasi salah satunya TNF-α. Monosit semula berada di sepanjang

lumen pembuluh darah dan akan mengikat molekul adhesi, kemudian penetrasi ke

lapisan lebih dalam di bawahl intima dan berdeferensiasi menjadi makrofag.

Makrofag akan memfagosit LDL-oks yang masuk ke dalam pembuluh darah.

Aktivasi makrofag juga mempengaruhi pelepasan sitokin proinflamasi TNF-α.

Tumor Necrosis Factor-Alpha akan menyebabkan reaksi inflamasi sehingga hati

mengalami kerusakan yang semakin parah (Pangestika, 2014).

Pada Gambar 5.1.C (arang aktif 340 mg), Gambar 5.1.D (arang aktif 680

mg) dan Gambar 5.1.E (arang aktif 1020 mg) intensitas penyebaran warna coklat

pada hepar tampak lebih sedikit dibandingkan dengan Gambar 5.1.B (tikus

kelompok B). Hal tersebut dikarenakan terjadi penghambatan kenaikan produksi

TNF-α pada hepar tikus yang diberikan terapi arang aktif. Penghambatan kenaikan

ekspresi TNF-α terjadi pada tikus kelompok C, D dan E. Pemberian arang aktif pada

Page 66: TERAPI PREVENTIF ARANG AKTIF TERHADAP EKSPRESI TNF …repository.ub.ac.id/1471/1/ELSA INDRA YEDEANINGSI.pdfterapi preventif arang aktif terhadap ekspresi tnf-α dan histopatologi hepar

47

tikus kelompok C, D dan E menunjukkan perbedaan yang signifikan (p<0,01)

terhadap kelompok A dan B. Penurunan ekspresi TNF-α pada kelompok D mampu

menghambat kenaikan ekspresi TNF-α hingga mendekati kelompok A (Tabel 5.1.),

sehingga dapat dikatakan bahwa pemberian preventif arang aktif dapat mencegah

peningkatan ekspresi TNF-α pada organ hati tikus hiperkolesterolemia dengan

dosis pemberian 680 mg/ekor/hari adalah volume pemberian yang paling efektif

untuk mencegah terjadinya hiperkolesterolemia. Menurut Ibrahim (2014), arang

aktif yang saat ini banyak dikenal sebagai adsorben juga memiliki kemampuan

menurunkan kadar kolesterol, penyakit jantung koroner, dan aterosklerosis.

Pemberian arang aktif kepada manusia penderita hiperkolesterolemia sebanyak 8 g

dan tiga kali sehari selama 4 minggu menurunkan total plasma kolesterol sebesar

25% dan kolesterol LDL sebesar 41%. Selain itu, kolesterol HDL meningkat

sebesar 8%, dan dalam penelitian tersebut juga tidak ditemukan efek samping yang

berarti.

Tikus kelompok C mampu menurunkan ekspresi TNF-α sebesar 47,99%

menjadi (44,17 ± 1,95). Hal ini membuktikan arang aktif dengan dosis 340

mg/ekor/hari sudah mampu mencegah peningkatan ekspresi TNF-α organ hati tikus

diberi diet hiperkolesterol. Tikus kelompok D mampu menurunkan 79,19% menjadi

(17,67 ± 1,19). Arang aktif dengan dosis 680 mg/ekor/hari merupakan dosis paling

efektif pada penelitian ini. Sedangkan pada tikus kelompok E mampu menurunkan

67,93% menjadi (27,90 ± 1,55). Arang aktif dengan dosis 1020 mg/ekor/hari tidak

menjadi dosis efektif, hal ini dikarenakan 1020 mg arang aktif sulit diencerkan

dalam 3 ml akuades, sehingga mempersulit sonde arang aktif yang menyebabkan

Page 67: TERAPI PREVENTIF ARANG AKTIF TERHADAP EKSPRESI TNF …repository.ub.ac.id/1471/1/ELSA INDRA YEDEANINGSI.pdfterapi preventif arang aktif terhadap ekspresi tnf-α dan histopatologi hepar

48

stres pada tikus kelompok E. Eddleston (2008) menganjurkan pemberian arang aktif

diatas 50 gr diberikan secara bertahap, dua kali pemberian dengan selang waktu 4

jam, 50 gr untuk manusia sama dengan 68 mg untuk tikus. Lapus (2007)

menjelaskan mekanisme penyerapan arang aktif melalui metode pemberian

bertahap yaitu arang aktif kedua akan menyerap molekul yang mengalami difusi

pasif apabila kosentrasi pada usus lebih rendah dari kosentrasi pada darah. Pada

pemberian pertama, arang aktif akan menyerap kolesterol yang berada dalam

lambung dan usus, kemudian kolesterol dalam darah akan berdifusi pasif menuju

usus saat kosentrasi kolesterol di usus lebih rendah dan akan diserap oleh arang

aktif pemberian kedua. Menurut Dekker (1999) pemberian arang aktif secara

bertahap untuk meningkatkan kemampuan eleminasi zat yang terserap arang aktif.

Pemberian secara bertahap mampu mengurangi peristaltik usus akibat pemberian

arang aktif, sehingga mencegah terjadinya obstruksi pada usus. Lowry (2008) juga

mengatakan konstipasi dan obstruksi usus jarang terjadi pada arang aktif yang

diberikan secara bertahap.

Pada tikus kelompok perlakuan F adalah tikus yang hanya diberi terapi

arang aktif dengan dosis 680 mg/ekor/hari tanpa diberi diet hiperkolesterol.

Perlakuan ini bertujuan untuk mengetahui efek pemberian arang aktif pada tikus

coba sehat tanpa diberi diet hiperkolesterol. Pada gambar hasil IHK menunjukkan

tidak banyak warna coklat yang terdapat pada jaringan hepar tikus kelompok F

(Gambar 5.1.F). Rata-rata ekspresi TNF-α pada kelompok F sebesar (11,70 ±

0,60). Rata-rata ekspresi TNF-α organ hati tikus kelompok F tidak beda signifikan

dengan ekspresi TNF-α organ hati tikus kelompok A. Hal ini membuktikan bahwa

Page 68: TERAPI PREVENTIF ARANG AKTIF TERHADAP EKSPRESI TNF …repository.ub.ac.id/1471/1/ELSA INDRA YEDEANINGSI.pdfterapi preventif arang aktif terhadap ekspresi tnf-α dan histopatologi hepar

49

pemberian arang aktif dengan dosis 680 mg/ekor/hari pada tikus sehat tidak

memberikan efek samping yang berarti ditinjau dari ekspresi TNF-α organ hepar

tikus. Hasil ini sesuai dengan penelitian Ibrahim (2014) bahwa rang aktif mampu

menurunkan kadar kolesterol dalam tubuh tanpa memberikan efeksamping yang

berarti.

Arang aktif yang digunakan pada penelitian ini dianalisis SEM untuk

mengetahui ukuran pori-pori dan kandungan arang aktif. Hasil analisis SEM

(Lampiran 6) menunjukkan rata-rata ukuran pori-pori arang aktif sebesar 4.23 µm

atau sebesar 42.300 Angstrom (Gambar 5.5). Ukuran pori-pori arang aktif

termasuk besar dan masuk dalam jenis arang aktif makropori. Menurut Kurniati

(2008) terdapat dua jenis arang aktif berdasarkan ukuran pori-pori yaitu mikropori

dengan ukuran pori-pori 10 – 1000 Angstrom dan makropori dengan ukuran pori-

pori lebih dari 1000 Angstrom. Dari hasil SEM diketahui arang aktif yang

digunakan pada penelitian mengandung karbon 93,66%, oksigen 5,56% dan

potassium 0,78% (Tabel 5.2). Menurut Pujiyanto (2010) karbon aktif terdiri dari

87-97% karbon dan sisanya berupa hidrogen, oksigen, sulfur dan nitrogen serta

senyawa-senyawa lain yang terbentuk dari proses pembuatan. Dari hasil analisa

SEM dapat diketahui bahwa arang aktuf yang digunakan pada penelitian ini sesuai

dengan SNI dan dapat digunakan dalam dunia medis.

Page 69: TERAPI PREVENTIF ARANG AKTIF TERHADAP EKSPRESI TNF …repository.ub.ac.id/1471/1/ELSA INDRA YEDEANINGSI.pdfterapi preventif arang aktif terhadap ekspresi tnf-α dan histopatologi hepar

50

Tabel 5.2 Kandungan Arang Aktif Hasil SEM

Element Weight % Weight % σ Atomic %

Carbon 93.658 0.381 95.498

Oxygen 5.561 0.379 4.257

Potassium 0.781 0.055 0.245

Gambar 5.3 Ukuran pori-pori arang aktif hasil analisis SEM

5.2. Pengaruh Preventif Arang Aktif Terhadap Histopatologi Organ Hepar

Tikus Putih (Rattus norvegicus)

Hasil penelitian pengaruh preventif arang aktif terhadap gambaran histopatologi

hepar dengan pewarnaan hematoxyline-eosin (HE) dianalisa secara deskriptif

menggunakan mikroskop cahaya dengan perbesaran 400x. Gambaran histopatologi

hepar tikus masing-masing perlakuan disajikakan pada Gambar 5.2.

Page 70: TERAPI PREVENTIF ARANG AKTIF TERHADAP EKSPRESI TNF …repository.ub.ac.id/1471/1/ELSA INDRA YEDEANINGSI.pdfterapi preventif arang aktif terhadap ekspresi tnf-α dan histopatologi hepar

51

Gambar 5.2 Histopatologi hepar tikus dengan pewarnaan HE (Perbesaran 400x);

A. Kontrol negatif (tikus sehat), sel normal dan sinusoid beraturan

B. Kontrol positif (tikus yang diberi diet hiperkolesterol), adanya degenerasi

melemak dan sinusoid tidak beraturan

C. Hiperkolesterol + terapi arang aktif 340 mg/ekor, degenerasi melemak

berkurang, sinusoid lebih beraturan.

D. Hiperkolesterol + terapi arang aktif 680 mg/ekor, degenerasi lemak berkurang

dan sinusoid beraturan mendekati normal.

E. Hiperkolesterol + terapi arang aktif 1020 mg/ekor, adanya degenerasi melemak

dan sinusoid lebih beraturan.

F. Terapi arang aktif 680 mg/ekor/hari, sel normal dan sinusoid beraturan

1 = sel hepar normal, 2 = sinusoid, 3 = sel hepar mengalami perlemakan, VS = vena

sentralis, huruf I (insert) menunjukkan perlemakan pada sekitar sel hepar yang

diperbesar.

A

1

2

VS

i

B

1

VS 2

3

i

D

1

2 VS

3 i

C

1

2

3

VS

i

E

1

3 2

VS

i

F

1

2 VS

i

Page 71: TERAPI PREVENTIF ARANG AKTIF TERHADAP EKSPRESI TNF …repository.ub.ac.id/1471/1/ELSA INDRA YEDEANINGSI.pdfterapi preventif arang aktif terhadap ekspresi tnf-α dan histopatologi hepar

52

Gambaran histologi hepar normal memiliki inti sel hepatosit yang berada di

tengah sel dan sinusoid terlihat beraturan (Gambar 5.3 A). Menurut Wulandari

(2012), secara normal hepar terdiri dari bagian hepar yang disebut lobulus hepar,

yang dipisahkan oleh jaringan ikat interstitial. Pada jaringan interstitial terdapat

area yang dilewati oleh tiga macam pembuluh, yaitu cabang arteri hepatika, cabang

vena porta, dan duktus biliaris. Area tersebut disebut dengan area porta, atau

segitiga portalis, atau trigonum kiernan. Struktur potongan melintang lobulus hepar

akan terlihat sebagai struktur yang berderet dan radier, dengan vena sentralis

sebagai pusat dan celah-celah pembuluh diantara sel-sel hepatosit yang disebut

sinusoid hepar.

Pada gambaran histopatologi hepar kelompok tikus B terlihat banyak sel

hepatosit yang mengalami perlemakan ditandai dengan inti sel hepatosit berada di

tepi sel karena adanya desakan vakuola-vakuola lemak di sitoplasma. Sel hepatosit

yang mengalami perlemakan banyak ditemukan sekitar vena sentralis. Sinusoid

terlihat tidak beraturan. Menurut Rolizawaty, dkk (2016) pada hepar tikus

hiperkolesterolemia terdapat banyak degenerasi lemak yang ditandai dengan

pembentukan vakuola-vakuola lemak yang memenuhi bagian sitoplasma sel hati

sehingga mendesak inti sel hepatosit ke tepi. Sinusoid tampak tidak beraturan akibat

sitoplasma sel hepatosit yang membesar dan sinusoid dipenuhi oleh sel-sel radang.

Selain itu, juga terlihat banyaknya infiltrasi lemak yang membentuk ruang-ruang

kosong akibat dari penimbunan lemak di luar sel hepatosit. Degenerasi dan infiltrasi

lemak terjadi karena pemberian perlakuan dengan pakan tinggi kolesterol.

Perlakuan pakan tinggi kolesterol pada tikus dapat menyebabkan peningkatan

Page 72: TERAPI PREVENTIF ARANG AKTIF TERHADAP EKSPRESI TNF …repository.ub.ac.id/1471/1/ELSA INDRA YEDEANINGSI.pdfterapi preventif arang aktif terhadap ekspresi tnf-α dan histopatologi hepar

53

aktivitas lipogenesis, dan pembentukan free fatty acid (FFA). Perubahan tersebut

juga dipengaruhi oleh perubahan sintesis asam lemak dan oksidasi lemak terutama

pada hati dan lipolisis. Perubahan sintesis FFA ini akan mengakibatkan kadar

trigliserida meningkat, sehingga semakin tinggi konsumsi lemak maka semakin

tinggi sintesis trigliserida yang menyebabkan degenerasi lemak dan infiltrasi lemak

pada hati.

Akumulasi lemak umumnya dimulai dari daerah portal yang meluas menuju

vena sentralis. Hal ini disebabkan karena suplai darah dari usus menuju ke hati

melalui vena porta. Jika darah yang berasal dari usus mengandung toksin maka

kerusakan awal akan ditemukan pada hepatosit daerah vena porta. Selanjutnya

aliran darah akan melewati sinusoid menuju vena sentralis. Terdapat beberapa zat

toksin akan dimetabolisme oleh hati. Hasil metabolisme akan dibawa aliran darah

sinusoid menuju vena sentralis. Dalam hal ini maka, kerusakan hepatosit berupa

perlemakan akan banyak dijumpai pada daerah vensentralis (Paderi, 2007).

Pemberian terapi preventif arang aktif memperlihatkan adanya penurunan

jumlah sel hepatosit yang mengalami perlemakan pada gambaran histopatologi

tikus kelompok C, D dan E. Penurunan yang sangat signifikan ditunjukkan oleh

gambaran histopatologi hepar tikus kelompok D dengan perlakuan diberikan diet

hiperkolesterol dan arang akdif dosis 680 mg/ekor/hari. Pada Gambar 5.3 D dapat

dilihat bahwa semakin sedikit sel hepar yang mengalami perlemakan dan sinusoid

semakin jelas jika dibandingkan gambaran histopatologi kelompok C (Gambar 5.3

C) dan kelompok E (Gambar 5.3 E). Terapi preventif arang aktif mampu

Page 73: TERAPI PREVENTIF ARANG AKTIF TERHADAP EKSPRESI TNF …repository.ub.ac.id/1471/1/ELSA INDRA YEDEANINGSI.pdfterapi preventif arang aktif terhadap ekspresi tnf-α dan histopatologi hepar

54

mengabsorbsi kolesterol berlebih di usus sehingga kadar kolesterol darah tidak

meningkat. Kadar kolesterol darah normal mampu mencegah terjadinya

perlemakan pada hepar.

Arang aktif sering digunakan sebagai obat oral untuk menurunkan kadar

kolesterol, mengobati keracunan dan mengurangi gas dalam usus. Secara umum,

arang aktif tidak beracun dan aman digunakan dalam administrasi langsung karena

tidak dicerna saluran pencernaan (Ahmad Zaini and Mohamad, 2015). Menurut

Evika (2011) interaksi antara asam lemak bebas dengan karbon aktif terjadi

adsorpsi secara fisika karena setiap partikel-partikel adsorbat yang mendekati ke

permukaan adsorben melalui gaya Van der Waals atau ikatan hidrogen.

Pada gambaran histopatologi hepar tikus kelompok F yang hanya diberi

terapi arang aktif 680 mg/ekor/hari (Gambar 5.3.F) dapat dilihat hampir seluruh

sel hepatosit normal dan sinusoid terlihat beraturan. Gambar 5.3.F menunjukkan

arang aktif tidak menyebabkan efek samping pada gambaran histopatologi hepar.

Hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa arang aktif dapat mencegah

akumulasi lemak pada sel hepatosit tikus coba. Gambaran histopatilogi tikus

kelompok D paling sedikit mengalami perlemakan dibandingkan dengan gambaran

histopatologi hepar tikus kelompok C dan kelompok E, sehingga dapat

disimpulkan bahwa terapi preventif arang aktif dapat mencegah terjadinya

perlekmakan hepar tanpa menimbulkan efek samping pada histologi hepar.

Page 74: TERAPI PREVENTIF ARANG AKTIF TERHADAP EKSPRESI TNF …repository.ub.ac.id/1471/1/ELSA INDRA YEDEANINGSI.pdfterapi preventif arang aktif terhadap ekspresi tnf-α dan histopatologi hepar

55

Page 75: TERAPI PREVENTIF ARANG AKTIF TERHADAP EKSPRESI TNF …repository.ub.ac.id/1471/1/ELSA INDRA YEDEANINGSI.pdfterapi preventif arang aktif terhadap ekspresi tnf-α dan histopatologi hepar

55

BAB VI

PENUTUP

6.1 Kesimpulan

Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan yang telah disampaikan

dapat diambil kesimpulan bahwa :

1. Pemberian preventif arang aktif dapat menghambat kenaikan ekspresi TNF-

α organ hepar pada tikus putih (Rattus norvegicus) yang diberi diet

hiperkoelsterol dengan dosis pemberian paling efektif yaitu 680

mg/ekor/hari mampu menurunkan ekspresi TNF-α sebesar 79,19%.

2. Pemberian preventif arang aktif dapat mencegah kerusakan histopatologi

hepar yang ditandai dengan penghambatan akumulasi lemak pada

sitoplasma hepatosit dan sinusoid telihat beraturan pada hepar tikus putih

(Rattus norvegicus) yang diberi diet hiperkoelsterol dengan dosis pemberian

paling efektif yaitu 680 mg/ekor/hari.

6.2 Saran

1. Dilakukan penelitian lanjutan untuk mengetahui toksisitas arang aktif.

2. Diharapkan arang aktif dapat diaplikasikan pada hewan lain untuk

mencegah terjadinya hiperkolesterolemia.

Page 76: TERAPI PREVENTIF ARANG AKTIF TERHADAP EKSPRESI TNF …repository.ub.ac.id/1471/1/ELSA INDRA YEDEANINGSI.pdfterapi preventif arang aktif terhadap ekspresi tnf-α dan histopatologi hepar

56

Page 77: TERAPI PREVENTIF ARANG AKTIF TERHADAP EKSPRESI TNF …repository.ub.ac.id/1471/1/ELSA INDRA YEDEANINGSI.pdfterapi preventif arang aktif terhadap ekspresi tnf-α dan histopatologi hepar

56

DAFTAR PUSTAKA

Arauna, Yosia; Aulanni’am; dan Dyah Ayu Oktavianie. 2012. Studi Kadar

Trigliserida dan Gambaran Histopatologi Hepar Hewan Model Tikus

(Rattus norvegicus) Hiperkolesterolemia yang diterapi Dengan Ekstrak

Air Benalu Mangga (Dendrophthoe petandra) [Skripsi]. Program Studi

Pendidikan Dokter Hewan Universitas Brawijaya. Malang.

Azhar, Lailaturrizqiyah Aninda. 2015. Yoghurt Susu Kambing Sebagai Tindakan

Preventif Hiperkolesterolemia Melalui Pengukuran Kadar

Malondialdehyde (MDA) dan Ekspresi Tumor Necrosis Factor Alpha

(TNF-α) Ginjal Tikus (Rattus norvegicus) [Skripsi]. Program Kedokteran

Hewan Universitas Brawijaya. Malang.

Baratawidjaya KG, Rengganis I. 2010. Imunologi Dasar (Edisi ke 9). Jakarta:

FKUI,; p. 226

Chapman, M.J and A, Kontush. 2006. Functionally defective high – density

lipoprotein : a new therapeutic target at the crossroads of dyslipidemia,

inflammation, and atherosclerosis.<

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16968945> Paris.

Diyanti, Sumawar. 2015. Hubungan Antara Hiperkolesterolemia Dengan

Penderitaacute Coronary Syndrome Di RSUP Haji Adam Malik Medan

Tahun 2014 [Skripsi]. Fakultas Kedokteran Universitas Sumatera Utara.

Medan.

Eddleston, Michael et al. “Multiple-Dose Activated Charcoal in Acute Self-

Poisoning: A Randomised Controlled Trial.” Lancet 371.9612 (2008):

579–587. PMC. Web. 17 May 2017.

Evika. 2011. Penggunaan Adsorben Arang Aktif Tempurung Kelapa Pada

Pemurnian Minyak Goreng Bekas [Skripsi]. Universitas Islam Negeri

Sultan Syarif Kasim Riau. Pekanbaru.

Gani, N., L.I. Momuat, dan M.M. Pitoi. 2013. Profil Lipida Serum Tikus Wistar

yang Hiperkolesterolemia pada Pemberian Gedi Merah Abelmoschus

manihot L. J. MIPA UNSRAT Online. 2: 44-49

Hendarsyah, Faddly. 2014. Perbandingan Pengaruh Pemberian Extra Virgin Olive

Oil, Madu Dan Kombinasi Extra Virgin Olive Oil Dan Madu Terhadap

Kadar High Density Lipoprotein Darah Pada Tikus Putih (Rattus

norvegicus) Jantan Galur Sprague Dawley Yang Diinduksi Diet Tinggi

Kolesterol [Skripsi]. Fakultas Kedokteran Universitas Lampung.

Lampung.

Hussein FN. 2008. Anesthesia and Euthanasiain Laboratory Animals. Workshop

on the Care and Use of Lab An Res. Collaboration Fac.Vet.Med. Airlangga

Univ. and Fac.Vet. Med. UPM. Surabaya.

Page 78: TERAPI PREVENTIF ARANG AKTIF TERHADAP EKSPRESI TNF …repository.ub.ac.id/1471/1/ELSA INDRA YEDEANINGSI.pdfterapi preventif arang aktif terhadap ekspresi tnf-α dan histopatologi hepar

57

Ibrahim, Agus Malik. 2014. Peran Glukomanan-Arang Aktif Sebagai

Hipokolesterolemik Pada Tikus Sprague Dawley. Institute Pertanian

Bogor. Bogor.

Irawati, Lili. 2014. Hubungan Tumor Necrosis Factor-Alfa (TNF-A) dengan Kadar

Hemoglobin dan Parasitemia pada Infeksi Malaria Falciparum. Jurnal

Kesehatan Andalas

Ishartadiati, Kartika. 2010. Peranan TNF, IL-1, dan IL-6 Pada Respon Imun

Terhadap Protozoa. Fakultas Kedokteran Universitas Wijaya Kusuma.

Surabaya.

Jamilatun, Siti dan Martomo Setyawan. 2014. Pembuatan Arang Aktif dari

Tempurung Kelapa dan Aplikasinya untuk Penjernihan Asap Cair.

Fakultas Teknologi Industri Universitas Ahmad Dahlan Yogyakarta.

Yogyakarta. Spektrum Industri Vol.12 No.1.

Kurniati, Elly. 2008. Pemanfaatan Cangkang Kelapa Sawit Sebagai Arang Aktif.

Teknik Kimia FTI – UPN ”Veteran”. Jawa Timur. Jurnal Penelitian Ilmu

Teknik, Vol.8, No.2.

Kusumaningtyas, Anindya Nurrachmi; Aulanni’am, Dyah Ayu Oktavianie 2012.

Pengaruh Terapi Yoghurt Susu Kambing Terhadap Kadar

Malondialdehid (MDA) dan Ekspresi Tumor Necrosis Factor Alpha (TNF-

α) pada Ginjal Tikus (Rattus norvegicus) Model Hiperkolesterolemia

[Skripsi]. Program Kedokteran Hewan Universitas Brawijaya. Malang.

Larasathi, Anggun Sasnita. 2014. Pengaruh Terapi Yoghurt Susu Kambing

Terhadap Kadar Malondialdehida (MDA) dan Ekspresi Tumor Necrosis

Factor Alpha (TNF-α) Organ Hati Hewan Model Tikus (Rattus

norvegicus) Hiperkolesterolemia [Skripsi]. Program Kedokteran Hewan

Universitas Brawijaya. Malang

Lapus, Robert Michael. 2007. Activated charcoal for pediatric poisonings:the

universal antidote? Curr Opin Pediatr 19:216–222. Lippincott Williams &

Wilkins.

Laurance, B., Keith, P., Donald, B., dan Iain, B. 2008. Goodman and Gildman’s

Manual of Farmacology and Therapeutics. Boston: McGraw-Hill. Hal.

620.

Lempang, Mody. 2014. Pembuatan Dan Kegunaan Arang Aktif. Balai Penelitian

Kehutanan Makassar. Makassar.

Lichtenstein AH. 2006. Diet and lifestyle recommendations revisition 2006: A

scientific statement from the American heart association nutrition

committee. Circulation 114: 82-96.

Lowry, Jennyfer A. 2008. Use Of Activated Charcoal In Pediatric Populations.

Division of Clinical Pharmacology and Medical Toxicology. The

Children’s Mercy Hospitals and Clinics Kansas City.

Page 79: TERAPI PREVENTIF ARANG AKTIF TERHADAP EKSPRESI TNF …repository.ub.ac.id/1471/1/ELSA INDRA YEDEANINGSI.pdfterapi preventif arang aktif terhadap ekspresi tnf-α dan histopatologi hepar

58

Mahley, R.W., and Bersot, T.P. 2008. Terapi Obat Untuk Hiperkolesterolemia dan

Dislipidemia. Dalam: Gilman, A.G., Hardman, J.G., dan Limbird, L.E.

2008. Goodman dan Gilman Dasar Farmakologi dan Terapi. Edisi 10,

Volume I. Terjemahan Oleh: Cucu Aisyah, Ella Elviana, Winny Syarief,

Amalia Hanif, dan July Manurung. Jakarta: EGC. Hal. 962-968.

Napitupulu, Albert. 2009. Impregnasi Karbon Aktif Dengan Sulfida Untuk

Mengikat Ion Tembaga (II) Dan Kadmium (II) Di Dalam Air [Tesis].

Universitas Sumatera Utara. Medan.

Paderi A.Z. 2007. Kajian Perubahan Jaringan Uji Khasiat Buah Merah (Pandanus

conoideus) sebagai Bahan Penghambat Kerusakan Hati. Fakultas

Kedokteran Hewan, Institut Pertanian Bogor.

Pangestika, Andhika. 2014. Efek Terapi Yoghurt Susu Kambing Terhadap Ekspresi

Tumur Necrosis Factor Alpha (TNF-α) dan Gambaran Histopatologi

Aorta Pada Tikus (Rattus norvegicus) Model Hiperkolesterolemia

[Skripsi]. Program Kedokteran Hewan Universitas Brawijaya. Malang.

Prasetyo, Muhammad Edi. 2011. Gambaran Histopatologis Hepar Tikus Putih

(Rattus norvegicus) Terpapar Asap Rokok secara Aktif dan Gel Lidah

Buaya (Aloe vera) [Skripsi]. Fakultas Kedokteran Dan Ilmu sehatan

Universitas Muhammadiyah Yogyakarta. Yograkarta.

Pujiyanto. 2010. Pembuatan Karbon Aktif Siper Dari Batu Bara dan Tempurung

Kelapa [Tesis]. Fakultas Teknik Universitas Indonesia. Jakarta.

Putri, Asyifa Zulinanda Eka. 2013. Hubungan Kadar Kolesterol Dengan Sindrom

Koroner Akut Di RSUP Haji Adam Malik Medan Tahun 2011-2012

[Skripsi]. Fakultas Kedokteran Universitas Sumatera Utara. Medan.

Roslizawaty, Rusli, Nazaruddin, Syafruddin, Indahlia Syahfitri Bangun, Dan

Jumaidar. Peningkatan Aktivitas Enzim Lipoprotein Lipase (LPL) Dan

Perubahan Histopatologis Hati Tikus (Rattus norvegicus)

Hiperkolesterolemia Yang Diberi Ekstrak Sarang Semut (Myrmecodia

sp.). Jurnal Kedokteran Hewan P-ISSN : 1978-225X; E-ISSN : 2502-5600.

Siregar, Arif Siddiq. 2015. Uji Klinis Pendahuluan Pengaruh Pemberian

Kombinasi Ekstrak Herba Sambiloto (Andrographis Paniculata (Burm F)

Ness) Dan Ekstrak Daun Salam (Syzygium Polyanthum (Wight) Walp)

Pada Pasien Hiperkolesterolemia [Skripsi]. Fakultas Farmasi Universitas

Sumatera Utara. Medan.

Supit, Ivander A; Damajanty H. C. Pangemanan dan Sylvia R. Marunduh. 2015.

Profil Tumor Necrosis Factor (TNF-α) Berdasarkan Indeks Massa Tubuh

(IMT) Pada Mahasiswa Fakultas Kedokteran Unsrat Angkatan 2014.

Fakultas Kedokteran Universitas Sam Ratulangi Manado. Jurnal e-

Biomedik (eBm), Volume 3, Nomor 2.

Page 80: TERAPI PREVENTIF ARANG AKTIF TERHADAP EKSPRESI TNF …repository.ub.ac.id/1471/1/ELSA INDRA YEDEANINGSI.pdfterapi preventif arang aktif terhadap ekspresi tnf-α dan histopatologi hepar

59

Susanti, Elvi. 2015. Gambaran Histopatologi Hati Tikus Putih (Rattus norvegicus)

Yang Diberi Insektisida Golongan Piretroid (Sipermetrin) [Skripsi].

Fakultas Kedokteran Universitas Hasanuddin. Makassar.

Suyatna, F.D. 2007. Hipolipidemik. Dalam: Gan, S.G., Setiabudy, R., Nafrialdy,

dan Elysabeth. 2007. Farmakologi dan Terapi. Edisi kelima. Jakarta: EGC.

Hal. 373-388.

Tapan , E. 2005. Penyakit Degeneratif. Alex Media Komputindo. Jakarta

Tuncer, Ilyas; Hanefi Özbek; Cevat Topal; Ismail Uygan. 2003. The Serum Levels

of IL-1β, IL-6, IL-8 and TNF-α in Nonalcoholic Fatty Liver. Turk J Med

Sci 33 (2003) 381-386 © TÜBITAK

Usman, Meutia. 2014. Pengaruh Konsumsi Buah Alpukat (Persea Americana Mill.)

Terhadap Kadar Kolesterol Total Pada Pasien Hiperkolesterol Di

Wilayah Kerja Puskesmas Padang Pasir Kota Padang Tahun 2013

[Skripsi]. Fakultas Keperawatan Universitas Andalas. Padang.

Vanessa, Rebecca. 2014. Pemanfaatan Minuman Serbuk Instan Kayu Manis

(Cinnamomum burmanii BI.) Untuk Menurunkan Kadar Kolesterol Total

Darah Tikus Putih (Rattus norvegicus) [Skripsi]. Fakultas Teknobiologi

Universitas Atma Jaya Yogyakarta. Yogyakarta.

Wahyudi, A. 2009. Metabolisme Kolesterol Hati: Khasiat Ramuan Jati Belanda

(Guazuma ulmifolia Lamk.) dalam Mengatur Konsentrasi Kolesterol

Selular. Program Studi Biokimia. Fakultas MIPA. Institut Pertanian

Bagor.

Wedhasari, Asri. 2014. Peran Antioksidan Bagi Kesehatan. Pusat Biomedis dan

Teknologi Dasar Kesehatan Balitbangkes, Kemenkes RI.

Wulandari, Debin Yuniar; Masdiana C. P; dan Herawati. 2012. Kadar

Malondialdehida ( MDA ) Dan Gambaran Histopatologi Organ Hati Pada

Hewan Model Tikus (Rattus norvegicus) Hiperkolesterolemia Setelah

Terapi Ekstrak Air Benalu Mangga (Dendrophthoe pentandra L. Miq)

[Skripsi]. Program Studi Pendidikan Dokter Hewan Universitas

Brawijaya. Malang.

Xenoulis P. G. and J. M. Steiner. 2008. Lipid Metabolism and Hyperlipidemia In

Dogs. Gastrointestinal Laboratory, Department of Small Animal Clinical

Sciences, College of Veterinary Medicine and Biomedical Sciences, Texas

A&M University, College Station, TX 77843-4474, USA

Zaini, Ahmad and Mohamad. 2015. Activated Charcoal For Oral Medicinal

Purposes: Is It Really Activated?. Journal of Applied Pharmaceutical

Science Vol. 5 (10), pp. 157-159.