abi proposal 1 fix harus dikerjain kata nindhy, okee
DESCRIPTION
qwrqwrqrqwrwqTRANSCRIPT
PROPOSAL KARYA TULIS ILMIAH
PENGARUH EKSTRAK BIJI LABU KUNING (Cucurbita moschata) TERHADAP PROLIFERASI SEL TULANG TIKUS
(IN VITRO)
Disusun oleh
ABI NUBLI MUHAMMAD YUSUF
20110310134
HALAMAN JUDUL
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN DOKTER
FAKULTAS KEDOKTERAN DAN ILMU KESEHATAN
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH YOGYAKARTA
2015
HALAMAN PENGESAHAN PROPOSAL KTI
PENGARUH EKSTRAK BIJI LABU KUNING (Cucurbita moschata) TERHADAP PROLIFERASI SEL TULANG TIKUS
(IN VITRO)
Disusun oleh:
ABI NUBLI MUHAMMAD YUSUF
20110310134
Telah disetujui dan diseminarkan pada tanggal:
Dosen Pembimbing
dr. Alfaina Wahyuni, Sp. OG., M.Kes.NIK : 173 027
Dosen Penguji
ii
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum warahmatullahi wabarakatuh. Segala
puji kepada Allah SWT atas berkat, rahmat, taufik, serta hidayah-
Nya, dan Syukur Alhamdulillah penulis ucapkan, karena telah
menyelesaikan proposal KTI yang berjudul “Pengaruh Ekstrak
Labu Kun ing Terhadap Proliferasi Sel Tulang (in vitro)” ini.
Selain untuk memenuhi salah satu syarat memperoleh
gelar sarjana di jurusan Pendidikan Dokter Fakultas Kedokteran
dan Ilmu Kesehatan Universitas Muhammadiyah Yogyakarta,
Penulis berharap hasil dari KTI ini bermanfaat bagi masyarakat
untuk kedepannya. Proposal KTI ini tidak akan selesai tanpa
bantuan dari berbagai pihak. Penulis mengucapkan terima kasih
dan penghargaan kepada :
1. dr. Alfaina Wahyuni, Sp.OG., M.Kes selaku dosen
pembimbing, yang selalu dengan sabar memberikan
arahan dan bimbingan kepada penulis.
2. Ayah dan ibu yang selalu memberikan dukungan penuh
untuk keberhasilan penulis menyelesaikan proposal KTI ini.
3. Eyang Sumarti yang selalu memberi perhatian kepada
penulis agar penulis tetap semangat dalam melakukan
penelitian
4. Aqmarlia selaku adik penulis sebagai salah satu alasan
penulis ingin segera menyelesaikan penelitian ini.
iii
5. Nindhy Marchelia R. sebagai sahabat dekat penulis yang
selalu memberi motivasi agar penulis tidak menyerah
dalam usahanya dan penelitian ini danat selesai tepat
waktu.
6. Teman teman 1 tempat tinggal seperti Bram,Aan,Bangga
dan Adhitya yang selalu ada dan membantu penulis agar
penelitian ini cepat terselesaikan
7. Seluruh teman sejawat yang telah memberi semangat,
menemani, dan membantu penulis atas selesainya
proposal ini.
Semoga Allah SWT membalas kebaikan dan ketulusan
semua pihak yang telah membantu kelancaran proposal KTI ini,
hingga kali ini proposal selesai dibuat. Seperti yang penulis
katakana sebelumnya, semoga proposal ini bermanfaat bagi
masyarakat serta bernilai dihadapan Allah SWT. Amin.
Yogyakarta,
Penulis
iv
v
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL................................................................................................................ i
HALAMAN PENGESAHAN PROPOSAL KTI...........................................................................ii
KATA PENGANTAR.............................................................................................................iii
DAFTAR ISI..........................................................................................................................v
DAFTAR TABEL.................................................................................................................viii
DAFTAR GAMBAR..............................................................................................................ix
DAFTAR BAGAN..................................................................................................................x
BAB IPENDAHULUAN..........................................................................................................1
A. Latar Belakang Masalah................................................................................1
B. Rumusan Masalah..................................................................................................5
C. Tujuan Penelitian....................................................................................................5
D. Manfaat Penelitian.................................................................................................6
E. Keaslian Penelitian.................................................................................................6
BAB IITINJAUAN PUSTAKA..................................................................................................8
A. Labu Kuning (Cucurbita moschata).........................................................................8
I. Asal dan Nama Tanaman....................................................................................8
II. Klasifikasi Tanaman............................................................................................9
vi
III. Kandungan Kimia dan Manfaat Tanaman.....................................................10
IV. Fitoestrogen.................................................................................................10
V. Estrogen...........................................................................................................12
B. Tulang...................................................................................................................14
VI. Senyawa Organic..........................................................................................14
VII. Substansi Dasar Tulang.................................................................................15
VIII. Komponen Sel Tulang...................................................................................15
(a) Sel Osteoprogenitor......................................................................................16
(b) Osteoblas......................................................................................................16
(c) Osteosit........................................................................................................16
VI. Pertumbuhan Tulang (Modeling dan Remodeling Tulang)...........................18
C. Kerangka Konsep..................................................................................................23
D. Hipotesis...............................................................................................................24
BAB III...............................................................................................................................25
A. Desain Penelitian..................................................................................................25
B. Subyek Penelitian.................................................................................................25
C. Waktu dan Tempat Penelitian..............................................................................26
D. Variabel Penelitian...............................................................................................26
E. Definisi Operasional.............................................................................................27
F. Alat dan Bahan Penelitian....................................................................................27
vii
G. Alur Penelitian......................................................................................................29
H. Analisis Data.........................................................................................................30
I. Etika Penelitian.....................................................................................................30
DAFTAR PUSTAKA.............................................................................................................31
viii
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1. Waktu Penelitian
....................................................................................................
21
Tabel 3.2.Alur Penelitian
....................................................................................................
24
ix
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Labu Kuning............................................................9
Gambar 2.2. Struktur Kimia Flavonoid pada Isoflavon
....................................................................................................
11
Gambar 2.3. Bone Remodelling
....................................................................................................
22
x
DAFTAR BAGAN
Bagan2.1. Kerangka Konsep
....................................................................................................
19
xi
BAB IPENDAHULUAN
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Masalah
Saat kini hingga mendatang sebagian besar wanita di dunia akan
mengalami sepertiga kehidupannya dalam masa menopause. Oleh karenanya,
diperkirakan masalah kesehatan saat menopause akan sering dijumpai.
Sehubungan dengan berkurangnya respons ovarium terhadap FSH dan LH,
terganggunya pola pelepasan GnRH dari hipotalamus, berkurangnya respons
hipofise terhadap GnRH dan konsekuensi berkurangnya/hilangnya estrogen
yang berdampak terhadap keadaan fisik dan psikologi wanita. Menopause
yang terjadi pada perempuan menyebabkan turunnya kadar estrogen dalam
tubuh. Kekurangan hormon estrogen berkaitan erat dengan penurunan
tingkat penyerapan kalsium dan kepadatan tulang. Oleh karena itu,
kelompok ini memiliki resiko tinggi terkena osteoporosis dan mengalami
patah tulang.
Berbagai penelitian memperlihatkan bahwa saat
terjadinya menopause umumnya pada usia sekitar 45 sampai
55 tahun pada 60–70% wanita. Usia rata-rata pada populasi
barat adalah sekitar umur 50 tahun dan terjadi lebih awal
pada wanita di negara-negara berkembang dibandingkan
dengan populasi barat. Menopause terjadi oleh karena
keadaan hipo-estrogenik akibat penurunan fungsi dari
ovarium (Sawitri, Fauzi, & Widyani, 2009).
1
2
Penderita osteoporosis di dunia ditemukan sebanyak 200 juta
sedangkan di Indonesia prevalensi osteoporosis pada usia <70% sebesar 18-
36% pada perempuan dan 20- 27% pada laki laki, sedangkan untuk kelompok
umur > 70 tahun prevalensi osteoporosis pada wanita sebanyak 53,6% dan
pada laki laki sebanyak 38%. Pada usia 75-85 tahun, wanita memiliki risiko 2
kali lipat dibandingkan laki laki. Kondisi ini didukung oleh kejadian
menopause pada perempuan yang semakin meningkatkan risiko ostroporosis.
Salah satu penyebab osteoporosis adalah rendahnya produksi hormon
estrogen. Rendahnya estrogen menyebabkan meningkatkan aktifitas
osteoklastik, berkurangnya matriks tulang, berkurangnya defosit kalisum dan
fosfat tulang dan efek ini sangat besar pada wanita menopause. (Depkes,
2007).
Tulang merupakan bagian tubuh yang memiliki fungsi utama sebagai
pembentuk rangka dan alat gerak tubuh, pelindung organ-organ internal, serta
tempat penyimpanan mineral (kalsium-fosfat). Proses pembentukan tulang
disebut dengan osifikasi. Proses osifikasi terjadi pada masa perkembangan
fetus (prenatal) dan setelah individu lahir (postnatal). Pada tulang panjang
perkembangan terjadi sampai individu mencapai dewasa (Djuwita, et al.,
2012).
Jaringan tulang bersifat dinamis karena secara konstan mengalami
pembaharuan yang dikenal dengan proses remodeling. Remodeling tulang
merupakan suatu proses yang kompleks yang melibatkan resorpsi tulang yang
diikuti dengan pembentukan tulang baru. Remodeling tulang ditujukan untuk
3
pengaturan homeostasis kalsium, memperbaiki jaringan yang rusak akibat
pergerakan fisik, kerusakan minor karena faktor stres dan pembentukan
kerangka pada masa pertumbuhan (Hill dan Orth, 1998; Fernandez et al.,
2006).
Jaringan tulang memiliki tiga tipe sel yakni osteosit, osteoblas, dan
osteoklas. Proses remodeling melibatkan osteoblas dan osteoklas melalui
mekanisme signal parakrin dan endokrin. Osteoklas merupakan sel dengan
beberapa inti sel dan berkembang dari hematopoetic stem cells serta memiliki
fungsi dalam meresorpsi tulang, sedangkan osteoblas memiliki fungsi sebagai
penghasil matriks organik (yang terdiri atas protein kolagen dan nonkolagen)
serta mengatur proses mineralisasi (kalsium-fosfat) pembentuk osteoid.
Osteoblas berkembang dari osteoprogenitor yang terdapat di bagian dalam
periosteum dan sumsum tulang (Orwoll, 2003).
Ketidakseimbangan antara resorpsi dan pembentukan tulang pada
proses remodeling tulang dapat mengakibatkan kepadatan tulang berkurang
sehingga dapat menimbulkan penyakit metabolik tulang (Seeman, 2003).
Berkurangnya kepadatan sel tulang dapat diakibatkan oleh berkurangnya
jumlah osteosit atau kurangnya kadar mineral, namun keduanya dapat
mengakibatkan kerapuhan tulang (Manolagas, 2000). Proses diferensiasi
osteoblas merupakan salah satu faktor penting dalam proses remodeling
tulang. Proses proliferasi dan diferensiasi osteoblas diatur oleh growth factor
(faktor pertumbuhan) yang dihasilkan oleh osteoblas. Growth factor yang
berperan diantaranya insulin growth factor (IGF I dan II), bone morphogenic
4
proteins (BMPs), fibroblast growth factor (FGF), dan platelet-derived
growth factor (PDGF), (Chen et al., 2004; Asahina et al., 2007) yang bekerja
secara autokrin dan parakrin, serta hormon estrogen (Hofbauer et al., 1999;
Ogita et al., 2008).
Fitoestrogen diperkirakan bekerja sebagai agonis
estrogen dengan cara mengisi tempat reseptor estrogen
ketika tidak tersedia natural estrogen dalam tubuh (Sawitri,
Fauzi, & Widyani, 2009). Fitoestrogen merupakan bahan alami
dari tumbuhan yang juga memiliki sifat mirip estrogen.
Sumber fitoestrogen salah satunya adalah isoflavon pada susu
kedelai (Cahyati, Santoso, & Juswono, 2013).
Pada penelitian ini akan meneliti apakah biji labu kuning
tersebut bisa dimanfaatkan atau tidak, dan bagaimana
pengaruhnya terhadap proliferasi sel tulang yang dilakukan
secara in vitro. Menurut Li et al. (2009), terdapat senyawa
glikosida fenolik baru dari biji C. moschata.Dan diketahui
bahwa senyawa glikosida termasuk dalam golongan isoflavon.
Penelitian ini mengujikan pada sel tulang tikus yang dikultur
dengan sistem in vitro. Tidak dilakukan terhadap manusia
dengan alasan etika serta keterbatasan tempat dan waktu.
Sisi penting lain tentang informasi yang disebutkan dalam ayat-ayat Al
Qur'an adalah tahap-tahap pembentukan manusia dalam rahim ibu. Disebutkan
5
dalam ayat tersebut bahwa dalam rahim ibu, mulanya tulang-tulang terbentuk,
dan selanjutnya terbentuklah otot yang membungkus tulang-tulang ini.
"Kemudian air mani itu Kami jadikan segumpal darah, lalu
segumpal darah itu Kami jadikan segumpal daging, dan
segumpal daging itu Kami jadikan tulang-belulang, lalu tulang
belulang itu Kami bungkus dengan daging. Kemudian Kami
jadikan dia makhluk yang (berbentuk) lain. Maka Maha Sucilah
Allah, Pencipta Yang Paling Baik" (Al Qur'an, 23:14)
B. Rumusan Masalah
Dari latar belakang tersebut, peneliti ingin mengetahui
bagaimana pengaruh estrogenik ekstrak biji labu kuning
(Cucurbita moschata) terhadap proliferasi sel tulang tikus (in
vitro).
C. Tujuan Penelitian
1. Tujuan Umum
Untuk mengetahui pengaruh estrogenik ekstrak biji labu
kuning (Cucurbita moschata) terhadap proliferasi sel tulang
tikus (in vitro).
2. Tujuan Khusus
a. Mengetahui proliferasi sel tulang tikus yang di kultur
dengan sistem in vitro tanpa perlakuan.
6
b. Mengetahui efek estrogenik ekstrak biji labu kuning
terhadap proliferasi sel tulang tikus yang di kultur
dengan sistem in vitro dengan dosis tertentu.
D. Manfaat Penelitian
1. Manfaat Teoritis
Menambah ilmu dan wawasan peneliti dan masyarakat
akan pengaruh estrogenik ekstrak biji labu kuning
terhadap proliferasi sel tulang pada masa pertumbuhan
dan menambah pengetahuan peneliti tentang kultur
sistem in vitro.
2. Manfaat Praktisi
Efek estrogenik ekstrak biji labu kuning bermanfaat
terhadap pertumbuhan sel tulang terutama pada masa
pertumbuhan.
E. Keaslian Penelitian
Penelitian ini mengacu pada beberapa penelitian-
penelitian sebelumnya, yaitu:
1. Melita Monteiro (2013) yang meneliti tentang pengaruh pemberian
ekstrak labu kuning per oral (Cucurbita moschata Duchenes)
terhadap kadar trigliserida tikus jantan (Rattus Norvegicus Strain
Wistar).
7
2. Ita Djuwita (2012) mengevaluasi mengenai proliferasi dan
diferensiasi sel tulang tikus dalam medium kultur In Vitro yang
mengandung ekstrak batang Cissus quadrangula Salisb. (Sipatah-
Patah).
3. Ardicho Irfantian (2015) melakukan uji efek ekstrogenik
ekstrak biji labu kuning (Cucurbita moschata)
terhadap ketebalan endometrium pada tikus
ovariektomi.
Perbedaan dengan penelitian ini adalah variabel
terikatnya, dimana peneliti melakukan pengamatan
terhadap proliferasi sel tulang pada tikus, serta jumlah
sampel yang digunakan, yakni sebanyak 20 ekor tikus
Sprague Dawley jantan.
BAB IITINJAUAN PUSTAKA
TINJAUAN PUSTAKA
A. Labu Kuning (Cucurbita moschata)
I. Asal dan Nama Tanaman
Tanaman labu kuning berasal dari Amerika utara. Jenis-jenis
tanaman yang serumpun dengan tanaman labu kuning adalah timun
(Cucumis sativus L), semangka (Citrullu vulgaris), melon (Cucumis melo
L), blewah (Cucumis melo L), labu siam (Sechium edule Sw), pare
(Momordica charantia L), dan lain-lain. Tanaman labu kuning berasal dari
Amerika utara. Jenis-jenis tanaman yang serumpun dengan tanaman labu
kuning adalah timun (Cucumis sativus L), semangka (Citrullu vulgaris),
melon (Cucumis melo L), blewah (Cucumis melo L), labu siam (Sechium
edule Sw), pare (Momordica charantia L), dan lain-lain. Labu kuning
dikenal juga dengan nama waluh (Jawa), pumpkin (Inggris), labu parang
(Jawa Barat), labu merah dan labu manis (Sudarto, 2000 : 11)
Cucurbita moschata Duch ex Poret, memiliki
beberapa nama daerah yaitu labu parang (Melayu), Waluh
(Sunda), Waluh (Jawa Tengah), Nama asing: butternut
(Inggris). Terdapat lima spesies labu yang dikenal, yaitu
Cucubita maxima Duchenes, Cucurbita ficifolia Bouche, Cucurbita mixta,
Cucubita moschata Duchenes, dan Cucurbita pipo L. Kelima spesies
tersebut di Indonesia disebut labu kuning (waluh) karena memiliki ciri-ciri
8
9
yang hamper sama.Buah labu kuning ini berbentuk bulat pipih,
lonjong, atau panjang dengan banyak alur (15-30 alur).
Ukuran pertumbuhannya cepat sekali, mencapai 350 gram
per hari(Sarmoko& Maryani, n.d.).
Gambar 2.1. Labu Kuning
Sumber : : http:// http://alamendah.org/2010/06/20/labu-tumbuhan-
kaya-manfaat
II. Klasifikasi Tanaman
Cucurbita moschata memiliki klasifikasi tanaman dari
kingdom Plantae, subkingdom Viridaeplantae, infrakingdom
Streptophyta, divisi Tracheophyta, subdivisi
10
Spermatophytina, infradivisi Angiospermae,
kelasMagnoliopsida, superordo Rosanae, ordo Cucurbitales,
family Cucurbitaceae, genus Cucurbita, spesies Cucurbita
moschata Duchenes(Integrated Taxonomic Information
System, 2014).
III. Kandungan Kimia dan Manfaat Tanaman
Labu kuning mengandung karotenoid (betakaroten),
Vitamin A dan C, mineral, lemak, serta karbohidrat. Pada
tahun 2005, ditemukan lima fenolik glikosida dari biji
Cucurbita moschata yaitu : 2-(4-hydroxy)phenylethanol 4-
O-(5-O-benzoyl)-beta-D-apiofuranosyl(1-->2)-beta-D-
glucopyranoside (1), 2-(4-hydroxyphenyl)ethanol 4-O-[5-O-
(4-hydroxy)benzoyl]-beta-D-apiofuranosyl(1-->2)-beta-D-
glucopyranoside (2), 4-hydroxybenzyl alcohol 4-O-(5-O-
benzoyl)-beta-D-apiofuranosyl(1-->2)-beta-D-
glucopyranoside (3), 4-hydroxybenzyl alcohol 4-O-[5-O-(4-
hydroxy)benzoyl]-beta-D-apiofuranosyl(1-->2)-beta-D-
glucopyranoside (4) and 4-hydroxyphenyl 5-O-benzoyl-
beta-D-apiofuranosyl(1-->2)-beta-D-glucopyranoside (5)
(Koike et al., 2005).
Pada tahun 2009, ditemukan senyawa glikosid fenolik
baru pada biji Cucurbita moschata yaitu :phenylcarbinyl 5-
11
O-(4-hydroxy)benzoyl-beta-D-apiofuranosyl (1-->2)-beta-D-
glucopyranoside (Li et at., 2009).Senyawa glikosida fenolik
dalam biji C. moschataini termasuk dalam golongan
isoflavon.
IV. Fitoestrogen
Phytoestrogen atau disebut dengan phytosterols / phytochemical
adalah bahan yang terkandung dalam tananaman atau makanan yang
mempunyai kemiripan dengan estrogen dalam tubuh (Sawitri, Fauzi, &
Widyani, 2009). Isoflavon atau fitoestrogendapat berikatan dengan
reseptor estrogen sebagai bagian dari aktivitas hormonal. Pada saat kadar
estrogen menurun, akan terdapat banyak kelebihan reseptor estrogen yang
tidak terikat. Meskipun afinitasnya rendah, isoflavon masih dapat
berikatan dengan reseptor tersebut. Jika tubuh mendapatkan suplai
isoflavon atau fitoestrogenyang cukup, maka akan terjadi pengaruh
pengikatan isoflavon dengan reseptor estrogen shingga akan dapat
meningkatkan kadar estrogen (Halliwell, 1991 cit.Cahyati, Santoso, &
Juswono, 2013).
Gambar 2.2 Struktur kimia Flavonoid pada Isoflavon
12
Sumber : (Astuti, 2009 cit. Cahyati, Santoso, & Juswono, 2013)
13
V. Estrogen
Estrogen merupakan hormon golongan steroid yang
memiliki banyak fungsi yakni untuk pertumbuhan dan
diferensiasi dan fungsi lain dibeberapa jaringan dan
merupakan faktor penting dalam pemeliharaan kesehatan
tulang (Enmark et. al, 1997). Estrogen dapat meningkatkan
aktivitas osteogenesis (Bord, 2001; McDougal et. al, 2002).
Estrogen yang terdapat secara alamiah adalah 17 β estradiol, estron dan
estriol, dimana 17β estradiol adalah yang paling dominan. Zat-zat ini
adalah steroid C18. Hormon-hormon ini disekresikan oleh teka interna dan
sel granulosa folikel ovarium, korpus luteum dan plasenta. Estrogen juga
dibentuk melalui aromatisasi androstenedion di dalam sirkulasi.
Aromatase adalah enzim yang mengkatalisis perubahan androstenedion
menjadi estron dan perubahan testosteron menjadi 17 β estradiol. 17 β
estradiol berada dalam keseimbangan dengan estron dan estron mengalami
metabolisme lebih lanjut pada hati menjadi estriol. Estradiol paling kuat
sedang estriol paling lemah. Estradiol yang berada bebas dalam darah
hanya 2% sedang yang lain terikat yaitu : 6% ke albumin dan 38% ke
gonadal steroid binding globulin (GBG) serupa dengan yang mengikat
testosteron. Hampir semua estrogen berasal dari ovarium dan terdapat dua
puncak sekresi yaitu: pada saat sebelum ovulasi dan selama fase midluteal
(Ganong, 2003; Sherwood, 2004). Aksi biologi estrogen diketahui melalui
reseptor estrogen. Reseptor estrogen (ERs) disintesis oleh beberapa tipe sel
14
dalam dua isoform yaitu ERα dan ERβ. Distribusi ERα dan ERβ
terdapat pada berbagai target
Organ antara lain: endometrium, (Matsuzaki et al,1999), uterus, oviduct,
cervix/vagina (Wang et al,2000), tulang, otak, pembuluh darah dan
jantung, sistem imun, kulit, ginjal dan paru (Wierman, 2007). Aksi biologi
reseptor estrogen melalui dua mekanisme yaitu : Secara klasik yang biasa
disebut genomic action (mekanisme genomik) dan non genomic action
(mekanisme non genomik) (Losel et. al, 2003; Bjornstorm, 2005).
Mekanisme klasik lebih dahulu ditemukan sedang mekanisme non klasik
baru beberapa tahun terakhir secara intensif dipelajari (Levin, 2001). Aksi
genomik melibatkan reseptor estrogen yang terletak di nukleus (nuclear
receptor). Ikatan antara ligan dan reseptor atau molekul yang agonis akan
menyebabkan perubahan formasi pada ER dan akan membentuk
dimerisasi yaitu homodimer atau heterodimer kemudian akan berikatan
dengan daerah promoter yang dinamakan estrogen response element
(ERE) pada target gen dan akan mengatur terjadinya proses transkripsi gen
(Nilson et al, 2001; Losel et al, 2003). Aksi biologi ini memerlukan waktu
yang lama dan sensitif terhadap inhibitor trankripsi demikian halnya
dengan inhibitor tranlasi (Losel et al., 2003). Aksi biologi genomik juga
terjadi pada sel osteoblas dalam mempengaruhi aktivitas osteogenesis
(Almaeda et al, 2006; Windahl et al, 2006). Aksi biologi estrogen genomik
maupun non genomik dapat mengaktivasi faktor pertumbuhan lain dalam
hal ini IGF-I sehingga terjadi cross-talk antara IGF-I dan Estrogen (Kato et
15
al, 2000). IGF-I berperan pada proses proliferasi dan diferensiasi
osteoblas. IGF-I terdapat pada ekstrak tulang dari berbagai spesies dan
diketahui sebagai salah satu mitogenik yang jumlahnya cukup banyak baik
pada fetus maupun pada tulang dewasa.
B. Tulang
Tulang adalah jaringan yang hidup dan sebagai jaringan
penghubung (connective tissue) yang mempunyai tiga fungsi sebagai
berikut:
1. Fungsi mekanik yaitu untuk gerakan dan melekatnya otot
2. Melindungi organ vital, dan
3. Sebagai cadangan kalsium dan fosfat (Sherwood, 2004 ; Baron, 2006).
Tulang merupakan struktur yang dinamik dan menjalani proses
regenerasi secara terus-menerus yang dinamakan proses remodeling
(Monologas, 2000; Murray, 2003; Robling et al., 2006). Tulang pada
hakekatnya terdiri atas 3 tiga komponen utama sebagai berikut:
I. Senyawa Organic
Senyawa organik utama penyusun tulang adalah protein, dan
protein utama penyusun tulang adalah kolagen tipe I yang merupakan
90-95% bahan organik utama sedang sisanya adalah medium
homogen yang disebut subtansi dasar, (Baron, 2006).
16
II. Substansi Dasar Tulang
Subtansi dasar terdiri atas cairan ekstraseluler ditambah
dengan proteoglikan khususnya kondroitin sulfat dan asam
hialuronat. Fungsi utama dari bahan tersebut belum diketahui, akan
tetapi diduga membantu pengendapan garam kalsium. Sedang bahan
anorganik utama adalah garam kristal yang diendapkan di dalam
matrik tulang terutama terdiri dari kalsium dan fosfat yang dikenal
sebagai kristal hidroksi apatit (Guyton, 2004; Murray, 2003).
Subtansi dasar juga mengandung protein non kolagen, dan beberapa
protein tersebut sangat spesifik pada tulang. Protein non kolagen
tersebut antara lain: osteonektin, osteokalsin (bone GLA-protein),
osteopontin (bone sialoprotein I) dan bone sialoprotein II, growth
faktor (IGF-I dan II), transforming growth factor (TGF), bone
morphogenetic protein (BMP) (Murray, 2003). Protein non kolagen
utama adalah osteokalsin, yang menyusun matriks tulang sebesar 1%
(Baron, 2006).
III. Komponen Sel Tulang
Komponen sel yang terdiri atas empat tipe sel yaitu:
osteoprogenitor cel, osteoblas (OB), osteosit (OS) dan osteoklas
(OK) (Deftos, 2002).
17
(a) Sel Osteoprogenitor
Sel osteoprogenitor berasal dari mesenkim
yang merupakan jaringan penghubung yang masih
bersifat embrional, oleh karena itu osteoprogenitor
masih memiliki kemampuan untuk mitosis, dengan
demikian sel ini berfungsi sebagai sumber sel baru
dari osteoblas dan osteoklas (Compston, 2001).
(b) Osteoblas
Osteosit adalah osteoblas yang terbenam dalam matriks
tulang yang berhubungan dengan sel osteosit lain dan juga
osteoblas pada permukaan tulang melalui kanalikuli yang
mengandung cairan ekstraseluler. Hubungan antara sitoplasma
dengan kanalikuli melalui gap junction yang memungkinkan
osteosit dapat memberikan tanggapan oleh adanya signal mekanik
dan biokimiawi (Rowlinson et al., 1996; Ehrlich, 2002). Osteosit
diyakini memainkan peran dalam hal merespon stimulasi mekanik,
sensor adanya strain dan inisiasi respon terhadap modeling dan
remodeling melalui beberapa mesengger kimia yang meliputi
glukosa 6 fosfat dehidrogenase, nitric oxide (NO), dan IGF
(Burger, 1999; Bonewald, 2002). Hasil penelitian akhir-akhir ini
diketahui bahwa osteosit juga memelihara homeostasis mineral
tulang (Bonewald, 2007).
(c) Osteosit
18
Osteosit adalah osteoblas yang terbenam dalam matriks
tulang yang berhubungan dengan sel osteosit lain dan juga
osteoblas pada permukaan tulang melalui kanalikuli yang
mengandung cairan ekstraseluler. Hubungan antara sitoplasma
dengan kanalikuli melalui gap junction yang memungkinkan
osteosit dapat memberikan tanggapan oleh adanya signal mekanik
dan biokimiawi (Rowlinson et al., 1996; Ehrlich, 2002).
Osteosit diyakini memainkan peran dalam hal merespon
stimulasi mekanik, sensor adanya strain dan inisiasi respon
terhadap modeling dan remodeling melalui beberapa mesengger
kimia yang meliputi glukosa 6 fosfat dehidrogenase, nitric oxide
(NO), dan IGF (Burger, 1999; Bonewald, 2002). Hasil penelitian
akhir-akhir ini diketahui bahwa osteosit juga memelihara
homeostasis mineral tulang (Bonewald, 2007).
(d) Osteoklas
Osteoklas bentuknya besar, bersifat multinukleat berasal
dari hematopoietic stem cell (sel hematopoietik) yang merupakan
prekusor monosit/makrofag. Sel ini kaya dengan enzim lisosom
yang meliputi tartrate-resistant acid phosphatase (TRAP) (Baron,
2006). Osteoklas berperan pada proses resorpsi tulang dan selama
proses resorpsi, ion hidrogen yang dibentuk dari carbonic
anhydrase (karbonik anhidrase) memasuki plasma membran untuk
19
melarutkan matriks tulang, lebih lanjut enzim lisosom yaitu
kolagenase dan katepsin K dikeluarkan untuk kemudian mencerna
matriks tulang (Arnet, 2003).
VI. Pertumbuhan Tulang (Modeling dan Remodeling Tulang)
Pertumbuhan tulang adalah terminologi yang digunakan
untuk menggambarkan perubahan struktur tulang yakni pada saat
pembentukan skeleton, pertumbuhan dan pematangan (Baron,
2006).
Pertumbuhan tulang (modeling) mengarah ke proses pengubahan
ukuran dan bentuk tulang. Pertumbuhan tersebut terjadi hingga
akhir pubertas, akan tetapi peningkatan kepadatan masih terjadi
hingga dekade ke empat (Deftos, 2002), sedang remodeling adalah
proses regenerasi yang terjadi secara terus menerus dengan
mengganti tulang yang lama (old bone) dengan tulang yang baru
(new bone) (Monologas, 2000). Tempat dimana terjadi peristiwa
remodeling diberi istilah basic multicelluler units (BMUs) atau
bone remodeling unit. Remodeling berlangsung antara 2-8 minggu
dimana waktu terjadinya pembentukan tulang berlangsung lebih
lama dibanding dengan terjadinya resorpsi tulang. Proses
remodeling berlangsung sejak pertumbuhan tulang sampai akhir
kehidupan. Tujuan remodeling tulang belum diketahui secara pasti,
tetapi aktivitas tersebut dapat berfungsi antara lain untuk:
1. Mempertahankan kadar ion kalsium dan fosfat ekstraseluler.
20
2. Memperbaiki kekuatan skeleton sebagai respon terhadap
beban mekanik.
3. Memperbaiki kerusakan (repair fatique demage) tulang dan,
4. Mencegah penuaan sel tulang (Monologas, 2000; Baron,
2006; Murray, 2003).
Modeling dan remodeling akan mencapai dua hal dalam
kehidupan seseorang yaitu: pemanjangan tulang (longitudinal bone
growth) dan kepadatan tulang (bone massa) (Baron, 2006).
Proses remodeling meliputi dua aktivitas yaitu:
proses pembongkaran tulang (bone resorption) yang
diikuti oleh proses pembentukan tulang baru (bone
formation), proses yang pertama dikenal sebagai
aktivitas osteoklas sedang yang kedua dikenal
sebagai aktivitas osteoblas (Murray, 2003). Proses
remodeling melibatkan dua sel utama yaitu osteoblas
dan osteoklas, dan kedua sel tersebut berasal dari
sumsum tulang (bone marrow) (Raisz, 1999;
Monologas, 2000). Osteoblas berasal dari pluripotent
mesenchymal stem cell yaitu: fibroblast coloni
forming unit (CFU-F), sedang osteoklas berasal dari
hematopoietic stem cell yaitu granulocyt-
macrophage colony-forming units (CFU-GM)
(Monologas, 1995; Baron, 2006).
21
Raisz (1999) dan Monologas (1995) menyatakan bahwa
proses remodeling tulang merupakan suatu siklus yang meliputi
tahapan yang komplek yaitu:
1. Tahap aktivasi (activation phase) adalah tahap interaksi antara
prekusor osteoblas dan osteoklas, kemudian terjadi proses
diferensiasi, migrasi, dan fusi multinucleated osteclast dan
osteoklas yang terbentuk kemudian akan melekat pada
permukaan matrik tulang dan akan dimulai tahap berikutnya
yaitu tahap resorpsi. Sebelum migrasi ke matrik tulang
osteoklas tersebut akan melewati sederetan lining sel osteoblas
pada permukaan tulang untuk dapat mengeluarkan enzim
proteolitik. Interaksi sel antara stromal cell (sel stroma) dan
hematopoietik cell (sel hematopoietik) menjadi faktor penentu
perkembangan osteoklas. Perkembangan osteoklas dari
prekusor hematopoietik tidak bisa diselesaikan jika tidak ada
kehadiran sel stroma. Oleh karena itu hormon sistemik dan
lokal yang mempengaruhi perkembangan osteoklas disediakan
oleh stromal-osteoblastic lineage (sel stroma).
2. Tahap resorpsi (resorption phase) adalah tahap pada waktu
osteoklas akan mensekresi ion hydrogen dan enzim lisosom
terutama cathepsin K dan akan mendegradasi seluruh
komponen matriks tulang termasuk kolagen. Setelah terjadi
resorpsi maka osteoklas akan membentuk lekukan atau
22
cekungan tidak teratur yang biasa disebut lakuna howship pada
tulang trabekular dan saluran haversian pada tulang kortikal.
3. Tahap reversal (reversal phase), adalah tahap pada waktu
permukaan tulang sementara tidak didapatkan adanya sel
kecuali beberapa sel mononuclear yakni makrofag, kemudian
akan terjadi degradasi kolagen lebih lanjut dan terjadi deposisi
proteoglycan untuk membentuk coment line yang akan
melepaskan faktor pertumbuhan untuk dimulainya tahap
formasi.
4. Tahap formasi (formation phase), adalah tahap pada osteoblas
yang dilanjutkan dengan pembentukan matrik tulang yang baru
dan akan mengalami mineralisasi. Tahap formasi akan berakhir
ketika defek (cekungan) yang dibentuk oleh osteoklas telah
diisi.
23
Proses remodeling tersebut secara skematis disajikan pada gambar 2.3
Tahapan Proses Remodeling Tulang (Compston, 2001)
Keterangan :
Activation = tahap terjadi aktivasi
Resorption = tahap resorpsi
Formation = tahap formasi
Mineralisation = tahap mineralisasi
GnRH
Estrogen
FSH/LHHipothalamus
Hipofisis Anterior Growth Hormone
Osteoblas(Proliferasi Sel Tulang)
Ekstrak biji labu kuning :
Isoflavon
Kultur in vitro jaringan tulang tikus
24
Quiscence = tahap tidak terjadi remodeling
Berdasarkan uraian diatas dapat disimpulkan bahwa proses remodeling
adalah aktivitas yang meliputi pembentukan tulang dan resorpsi tulang. Faktor
pengatur pembentukan dan resorpsi tulang dilaksanakan melalui dua proses
yang selalu berada dalam keadaan seimbang yang disebut coupling. Proses
coupling ini memungkinkan aktivitas pembentukan tulang sebanding dengan
resorpsi tulang (Raisz, 1999).
4. Kerangka Konsep
Bagan2.1. Kerangka Konsep
Keterangan :
: Fisiologi normal
: Menghambat
25
: Meningkatkan
5. Hipotesis
Ekstrak biji labu kuning dapat menyebabkan peningkatan
proliferasi sel tulang pada jaringan tikus yang telah di kultur sistem
invitro.
26
BAB III
METODE PENELITIAN
A. Desain Penelitian
Penelitian ini menggunakan metode eksperimental in vitro pada hewan uji
dengan desain posttest only control group design.
B. Subyek Penelitian
Subyek penelitian adalah tikus betina Spraque-Dawley, umur 8 minggu,
berat badan 230-280 gram, diperoleh dari Unit Pengembangan Hewan Percobaan
Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta. Pakan tikus berupa pakan standar BR I.
Jumlah kelompok subyek pada penelitian ini disesuaikan dengan
perlakuan yang akan diberikan, yaitu 4 kelompok.
27
Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan dalam waktu 4 bulan.
Tabel 3.2. Waktu Penelitian
No.
Jenis KegiatanBulan I Bulan II Bulan III Bulan IV
1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4
1Persiapan alat dan bahan
2Pembuatan & standarisasi ekstrak biji C. moschata
3 Aklimatisasi tikus
4Pemeliharaan tikus sampai timbul efek ovariektomi
Pemberian perlakuan penelitian
6
Pembuatan preparat dan pengukuran ketebalan endometrium
7 Analisis data8 Pembuatan laporan
Tempat penelitian adalah di Laboratorium Biomedik Fakultas
Kedokteran dan Ilmu Kesehatan Universitas Muhammadiyah Yogyakarta
dan LPPT Universitas Gadjah Mada Yogyakarta.
C. Variabel Penelitian
1. Variabel bebas : Ekstrak biji labu kuning (Cucurbita
moschata)
2. Variabel tergantung : Proliferasi sel tulang
3. Variabel terkendali :
28
a. Tikus putih galur Spraque-Dawley, umur 8 minggu, berat
badan 230 – 280 gram..
D. Definisi Operasional
1. Ekstrak etanol biji C. moschata diperoleh dengan cara dikeringkan
dan diekstraksi dengan teknik maserasi, penyari etanol 70%
sehingga terbentuk ekstrak etanol biji C. moschata.
2. Efek estrogenik adalah perubahan fisiologis dan struktur yang
terjadi karena terpapar bahan yang bersifat estrogenik. Efek ini bisa
dilihat pada organ-organ yang menjadi organ target estrogen, salah
satunya tulang. Parameter yang akan dilihat pada penelitian ini
adalah peningkatan proliferasi sel tulang.
3. Proliferasi sel tulang dihitung dengan mengamati peningkatan
jumlah sel tulang pada preparat invitro
E. Alat dan Bahan Penelitian
1. Alat pembuat ekstrak uji: timbangan, blender kering, alat-alat gelas
(erlenmeyer, gelas ukur, gelas beker, corong), homogenizer
Heidolph®, rotary evaporator Heidolph®.
2. Alat perlakuan hewan uji: kandang hewan uji, timbangan hewan,
timbangan analitik sonde lambung, alat gelas, peralatan bedah.
Mikroskop dilengkapi kamera Olympus®.
3. Alat pembedahan tikus.
29
4. Alat pembuatan preparat histologi: oven, mikrotom,
stainingjar/benjana pereaksi warna, hot plate, lampu spiritus,
spatula, kuas, pipet tetes.
5. Tikus putih galur Spraque-Dawley, umur 8 minggu, berat badan
230-280 gram diperoleh dari UPHP (Unit Pengelolaan Hewan
Percobaan) UGM, pakan dan minum standar.
6. Biji labu kuning (Cucurbita moschata) yang diperoleh dari
produsen tepung labu kuning di Yogyakarta
7. Ekstrak etanol biji Cucurbita moschata diperoleh dari biji labu
kuning yang dikeringkan, dihaluskan, kemudian diekstrasi dengan
cairan penyari etanol 70%. Ekstraksi dilakukan dengan metode
maserasi, ekstrak dibuat di Laboratorium Biomedik FKIK UMY.
30
F. Alur Penelitian
Tabel 3.2 Alur Penelitian
Tikus dikorbankan dengan anestesi
Sel tulang diambil
Analisis data
Penyusunan laporan dan naskah publikasi
Pembuatan kultur jaringan
in vitro
Pengukuran proliferasi sel tulang
pada kultur
31
G. Analisis Data
Data diuji normalitasnya dengan uji Shapiro-Wilkuntuk mengetahui data
mempunyai distribusi normal atau tidak, karena besar sampel < 50. Apabila data
memiliki distribusi normal, maka diuji dengan one way ANOVAdan apabila
terdapat perbedaan yang bermakna dilanjutkan dengan uji Tukey untuk
mengetahui letak perbedaan masing-masing kelompok. Apabila data memiliki
distribusi tidak normal, maka diuji dengan Kruskall-Wallis.
H. Etika Penelitian
Proposal penelitian ini akan diajukan untuk mendapatkan persetujuan
ethical clearance kepada Komisi Etik Penelitian FKIK UMY.
DAFTAR PUSTAKA
Bloom, & Fawcett. (2012). Buku Ajar Histologi. Jakarta: EGC.
Cahyati, Y., Santoso, D. R., & Juswono, U. P. (2013). Efek Radiasi pada Penurunan
Estrogen yang Disertai Konsumsi Isoflavon untuk Mencegah Menopause Dini pada
Terapi Radiasi. NATURAL B , 114.
Despopoulos, A., & Silbernagl, S. (2003). Color Atlas and Physiology (5th ed.). New York:
Thieme.
Guyton, A. C. (2006). Buku Ajar Fisiologi Kedokteran Edisi 11. Jakarta: Buku Kedokteran
EGC.
Hendrasty, H. K. (2003). Tepung Labu Kuning. Yogyakarta: Kanisius.
ITIS. (2014, April 19). Retrieved from ITIS:
http://www.itis.gov/servlet/SingleRpt/SingleRpt?
search_topic=TSN&search_value=22370
Junqueira, L. C., & Carneiro, J. (2003). Basic Histology : Text & Atlas, 10 Ed. New York:
McGraw-Hill.
Koike, K., Li, W., Liu, L., Hata, E., & Nikaido, T. (2005). New phenolic glucosides from the
seeds of Cucurbita moschata. PubMed .
Laila, S. N. (2010). Hubungan Lama Pemakaian Kontrasepsi Depot
Medroxyprogesterone Acetate Dengan Kejadian Amenorea Sekunder di Puskesmas
Kratonan Surakarta.
33
Li, F., Xu, J., Dou, D., Chi, X., Kang, T., & Kuang, H. (2009). Structure of new phenolic
glycoside from the seeds of Cucurbita moschata. PubMed .
Manson, J. E., & Martin, K. (2001). Postmenopausal Hormone-Replacement Therapy. The
New England Journal of Medicine , 35.
Monteiro, M. (2013). Pengaruh Pemberian Ekstrak Labu Kuning Per Oral (Cucurbita
Moschata Duchenes) Terhadap Kadar Trigliserid Tikus Jantan (Rattus novergicus Strain
Wistar) Model Diabetes Melitus Tipe 2. 2-3.
Murray, R. K., Granner, D. K., Mayes, P. A., & Rodwell, V. W. (2003). Harper's Illustrated
Biochemistry (26th ed.). New York: McGraw-Hill.
Pernoll, M. L. (2001). Benson & Pernoll's handbook of Obstertics and Gynecology. New
York: McGraw-Hill.
Pratiwi, L., & Raksanagara, A. (2014). Pengaruh Gejala Menopause terhadap Kualitas
Hidup Wanita Menopause. 1.
Sarmoko, & Maryani, R. (n.d.). Labu Kuning (Cucurbita moschata Durch). Retrieved from
http://ccrc.farmasi.ugm.ac.id/?page_id=131
Sawitri, E. I., Fauzi, N., & Widyani, R. (2009). Kulit dan Mneopause dan Penatalaksanaan.
55.
Sitasiwi, A. J. (2009). Efek Paparan Tepung Kedelai dan Tepung Tempe sebagai Sumber
Fitoestrogen terhadap Jumlah Kelenjar Endometrium Uterus Mencit (Mus musculus L.).
Sushanty, D. (2013, November 15). Retrieved from
http://shanty.staff.ub.ac.id/2013/11/15/sekilas-si-labu-kuning/comment-page-1/
34
Wiyatna, F., Warsono, I. U., & Parakkasi, A. (2009). Pengaruh Tepung Cangkang Rajungan
(Portunus Pelagicus) Sebagai Sumber Kitin dalam Ransum terhadap Kandungan Lemak
Feses dan Efisiensi Pakan Tikus Putih (Rattus norvegiccus) Strain Wistar. 3.