i

ABSTRAK

KAJIAN AKTIVITAS DAN MEKANISME KERJA EKSTRAK

DAN FRAKSI BUAH KRANGEAN (Litsea cubeba (Lour.) Pers.)

SEBAGAI ANTIDIABETES

Oleh

Tri Wijayanti

NIM: 30712303

(Program Studi Doktor Farmasi)

Diabetes mellitus (DM) adalah kelompok gangguan metabolik yang disebabkan

karena pankreas tidak memproduksi insulin atau tubuh tidak dapat menggunakan

insulin yang diproduksi secara efektif. Insulin merupakan hormon yang mengatur

keseimbangan gula darah didalam tubuh agar tidak terjadi peningkatan kadar

glukosa dalam darah.

Peningkatan jumlah penderita DM terus meningkat di seluruh dunia. Berdasarkan

data WHO, Indonesia menduduki peringkat ke 2 terbesar di negara anggota

SEARO (Southearn Asian Pasific) dengan persentase kematian akibat diabetes

sebesar 6%. Prevalensi nasional DM tahun 2018 berdasarkan konsesus PERKENI

2015 meningkat menjadi 10,9% dari konsensus PERKENI 2011 sebesar 85%.

Pada saat ini DM ditangani dengan obat-obatan sintetik yang memiliki efek

samping yang relatif tinggi serta harga yang lebih mahal. Selain obat-obat

konvensional, saat ini juga terlihat peningkatan minat masyarakat terhadap obat

tradisional, diantaranya dikarenakan efektivitas yang menjanjikan, efek samping

yang lebih sedikit serta biaya pengobatan yang lebih murah.

Litsea cubeba (Lour.) Pers. atau krangean merupakan tumbuhan yang banyak

terdapat di dataran tinggi. Komponen minyak dari krangean banyak dimanfaatkan

sebagai pengobatan. Buah krangean sendiri secara empiris telah digunakan

sebagai pengobatan diabetes, dengan menggunakan satu buah krangean mentah

dikunyah 2 kali sehari selama 4-6 minggu. Namun demikian, masih diperlukan

penyelidikan lanjut untuk mengetahui golongan senyawa apakah yang

bertanggung jawab terhadap aktivitas antidiabetes tersebut. Lebih jauh, juga perlu

diselidiki bagaimana mekanisme senyawa tersebut dalam menurunkan kadar

glukosa darah.

Penelitian ini bertujuan untuk menemukan aktivitas dan mengkaji mekanisme dari

tumbuhan krangean yang diekstraksi menggunakan Supercritic fluid extraction

(SFE), dengan pelarut etanol serta difraksinasi dengan menggunakan pelarut n-

heksana, etil asetat dan air. Penggunaan SFE sendiri bertujuan untuk memisahkan

komponen minyak dengan senyawa kimia lain yang terkandung dalam buah

ii

krangean. Untuk mencapai tujuan ini, rangkaian penelitian dirancang sebagai

berikut: ekstraksi total buah krangean dengan menggunakan pelarut etanol,

ekstraksi dengan menggunakan SFE, ekstraksi residu SFE dengan menggunakan

pelarut etanol, fraksinasi ekstrak residu buah krangean dengan menggunakan

pelarut n-heksana dan etil asetat. Pengujian aktivitas antidiabetes in vivo dari

ekstrak dan fraksi dengan metode uji toleransi glukosa oral, metode induksi

aloksan dan metode induksi resistensi insulin dengan makanan tinggi lemak-

karbohidrat pada hewan uji (seluruh pengujian in vivo dilakukan dengan dosis

bertingkat, ekstrak pada dosis 140 mg/kgBB, 280 mg/kgBB dan 560 mg/kgBB,

fraksi-fraksi pada dosis 140 mg/kgBB dan 280 mg/kgBB). Pengujian aktivitas

antidiabetes in vitro dari ekstrak dan fraksi dengan dengan metode inhibisi enzim

α amilase, inhibisi enzim α glukosidase.

Pada uji toleransi glukosa oral didapatkan hasil bahwa ekstrak etanol total 140

mg/kgBB, ekstrak SFE 140 mg/kgBB dan fraksi etil asetat ekstrak etanol residu

SFE 140 mg/kgBB secara signifikan mampu menahan pembebanan glukosa yang

diberikan pada hewan uji selama 120 menit pengamatan.

Pada hewan diabetes yang diinduksi aloksan didapatkan hasil penurunan kadar

glukosa darah secara signifikan pada kelompok ekstrak etanol total 140 mg/kgBB

dan kelompok fraksi etil asetat ekstrak residu SFE 140 mg/kgBB dan 140

mg/kgBB. Sedangkan dari hasil histologi organ pankreas hanya kelompok ekstrak

etanol total yang dapat memperbaiki kerusakan pulau langerhans ditandai dengan

lebih banyaknya jumlah pulau langerhans dan jumlah sel β pankreas dibandingkan

dengan kelompok diabetes.

Pada model hewan resisten insulin yang diinduksi dengan makanan tinggi lemak

dan karbohidrat, penurunan kadar glukosa terdapat pada kelompok ekstrak etanol

total 280 mg/kgBB, ekstrak SFE 140 mg/kgBB dan fraksi etil asetat ekstrak etanol

residu SFE 280 mg/kgBB. Kenaikan nilai konstanta tes toleransi insulin (KTTI)

terlihat pada kelompok ekstrak etanol total 280 mg/kgBB, ekstrak SFE 140

mg/kgBB dan fraksi etil asetat ekstrak etanol residu SFE 140 mg/kgBB. Hasil

histologi organ hati pada kelompok ekstrak SFE dan fraksi etil asetat ekstrak

etanol residu SFE menunjukkan adanya penurunan steaosis hepatis.

Pada hasil pengujian secara in vitro dengan uji α amilase dan α glukosidase,

menunjukkan tidak adanya aktivitas antidiabetes yang signifikan baik pada

ekstrak maupun fraksi buah krangean.

Hasil pengujian in vivo membuktikan bahwa ekstrak etanol total dosis 140

mg/kgBB, ekstrak SFE 140 mg/kgBB dan fraksi etil asetat dosis 140 mg/kgBB

memiliki aktivitas antidiabetes. Mekanisme kerja dominan dari ekstrak dan fraksi

etil asetat sebagai antidiabetes adalah dengan meningkatkan sensitifitas jaringan

terhadap insulin.

Kata kunci: krangean, antidiabetes, SFE, in vitro, in vivo

iii

ABSTRACT

STUDY OF ACTIVITY AND MECHANISM ACTION OF

EKSTRACT AND FRACTION KRANGEAN FRUITS (Litsea

cubeba (Lour.) Pers. AS ANTIDIABETIC

By

Tri Wijayanti

NIM: 30712303

(Doctoral Program in Pharmacy)

Diabetes mellitus (DM) is a group of metabolic disorders caused when the

pancreas does not produce insulin or the body cannot use insulin which is

produced effectively. Insulin is a hormone that regulates the balance of blood

sugar in the body so there will be no increase in glucose level in the blood.

The increase in number of people with DM continues to grow throughout the

world. Based on WHO data, Indonesia was ranked as the second largest in

SEARO (Southern Asian Pacific) countries with a percentage of deaths from

diabetes of 6%. The national prevalence of DM in 2018, based on the PERKENI

2015 consensus, increased to 10.9% from 8.5% according to PERKENI 2011

consensus.

At this time, DM is treated with synthetic drugs which have relatively high side

effects and more expensive price. In addition to conventional medicines, currently,

there is also an increase in people's interest in traditional medicines due to its

promising effectiveness, fewer side effects and cheaper medical costs.

Litsea cubeba (Lour.) Pers. or krangean is a plant which is widely found in the

highlands. The oil component of krangean is widely used for a treatment.

Krangean fruit itself has been empirically used as a treatment for diabetes by

using one raw krangean fruit which is chewed twice a day for 4-6 weeks.

However, further observation is still needed to find out what group of compounds

is responsible for the antidiabetic activity. Furthermore, how the mechanism of

these compounds is in reducing blood glucose level also needs to be investigated.

This research aims to find out the activity and to study the mechanism of the

krangean plant extracted by using Supercritic fluid extraction (SFE) with ethanol

solvents and fractionated by using n-hexane, ethyl acetate and water solvents. The

use of SFE itself aims to separate the components of oil with other chemical

compounds contained in the krangean fruit. To achieve this goal, the research

series was designed as follows: total extraction of krangean fruit using ethanol

solvent, extraction using SFE, extraction of SFE residues using ethanol solvent,

fractionation of krangean fruit’s extract residues using n-hexane and ethyl acetate

iv

solvents. The testing of in vivo antidiabetic activity from extracts and fractions

was carried out by using oral glucose tolerance test method, alloxan induction

method and insulin resistance induction method with high-fat-carbohydrate foods

in test animals (all in vivo tests were carried out with multilevel doses namely a

dose of 140 mg/kg , 280 mg/kgBB and 560 mg/kgBB for the extract, and a dose of

140 mg/kgBB and 280 mg/kgBB for the fractions). The testing of in vitro

antidiabetic activity of extracts and fractions was conducted by using α amylase

and α glucosidase enzyme inhibition methods .

The oral glucose tolerance test showed that the total ethanol extract was 140

mg/kgBB, SFE extract was 140 mg/kgBB and the ethyl acetate fraction of SFE

residual ethanol extract was 140 mg/kgBB. It was significantly able to withstand

the loading of glucose given to the test animals for 120 minutes of observation.

In alloxan-induced diabetic animals, it was found that blood glucose levels

decreased significantly in the total ethanol extract group of 140 mg/kgBB and the

ethyl acetate fraction of SFE residual extract of 140 mg/kgBB and 140 mg/kgBB.

Whereas from the result of histology of the pancreatic organs, it was only the total

ethanol extract group that could repair the damage to the islets of Langerhans

characterized by increasing number of islets of Langerhans and the pancreatic β

cells compared to the diabetic group.

In insulin-resistant animals model induced with foods that are high in fat and

carbohydrates, a decrease in glucose levels was found in the total ethanol extract

group of 280 mg/kgBB, SFE extract of 140 mg/kgBB and the ethyl acetate fraction

of SFE residual ethanol extract of 280 mg/kgBB. The increase of constants value

in insulin tolerance test (KTTI) was seen in the total ethanol extract group of 280

mg/kgBB, SFE extract of 140 mg/kgBB and the ethyl acetate fraction of SFE

residual ethanol extract of 140 mg/kgBB. The results of liver histology in the SFE

extract group and ethyl acetate fraction of SFE residual ethanol extract showed a

decrease in hepatic steatosis.

The results of in vitro test with α amylase and α glucosidase tests showed no

significant antidiabetic activity in both the extract and fraction of the krangean

fruit.

The results of in vivo test proved that the total ethanol extract dose of 140

mg/kgBB, SFE extract of 140 mg/kgBB and the ethyl acetate fraction dose of 140

mg/kgBB have antidiabetic activity. The dominant mechanism of action of the

extract and ethyl acetate fraction as antidiabetic is by increasing tissue sensitivity

towards insulin.

Keywords: krangean, antidiabetic, SFE, in vitro, in vivo