1

Analisis Pengaruh Penyinaran Sinar Gamma terhadap KadarInsulin Pankreas Sebelum dan Sesudah Pemberian Ekstrak Buah

Pare (M. charantia) Pada Mencit yang Dibebani Glukosa

Zulkarnain 1)*, Johan A. E. Noor 2), Unggul P Juswono 2)

1) Program Studi Magister Fisika, Fakultas MIPA, Universitas Brawijaya, Malang2) Jurusan Fisika, Fakultas MIPA, Universitas Brawijaya, Malang

Diterima 08 Agustus 2013, direvisi 16 Oktober 2013

ABSTRAK

Sinar gamma merupakan radiasi pengion yang dapat memicu terjadinya kerusakan sel bahkankematian sel. Kerusakan sel akibat radiasi berkaitan erat dengan radikal bebas yang dihasilkan ketikaradiasi berinteraksi dengan sel. Mekanisme pertahanan sel terhadap radikal bebas melibatkan suatusenyawa aktif yang disebut antioksidan yang dapat menetralkan dan menangkap radikal bebas.Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis efek radiasi gamma dan mengkaji efek pemberian ekstrak M.charantia terhadap ketahanan organ pankreas dalam memproduksi insulin. Sebanyak 180 ekor mencitjantan digunakan dalam penelitian ini dan dibagi menjadi 4 kelompok : kontrol negatif (K-), radiasi nonekstrak (R-), kontrol positif (K+) dan radiasi plus ekstrak (R+). Ekstrak buah pare diberikan peroraldengan dosis 200 mg/kg BB, 400 mg/kg BB, 600 mg/kg BB, 800 mg/kg BB dan 1000 mg/kg BB. Prosesradiasi dilakukan secara fraksinasi dengan 100 rad per fraksi mulai dari 100 rad, 200 rad, 300 rad, 400rad dan 500 rad. Pengukuran kadar insulin dilakukan dengan metode ELISA. Hasil penelitianmenunjukkan bahwa pemberian radiasi mampu menurunkan kadar insulin dengan penurunan seiringdengan penambahan dosis radiasi yang diberikan. Pemberian ekstrak M. charantia mampu menekanpenurunan dan mempertahankan kadar insulin.

Kata kunci : radiasi gamma, kadar insulin, ekstrak M. charantina.

ABSTRACT

Gamma rays are ionizing radiation causes cells damage. Cells damage was caused by radiationrelated to free radicals as a product when the interaction was happened. The cell defense mechanismsagainst free radicals involves an active compound called antioxidant that can neutralize it. The objectivesof this research were to analyze effects of gamma radiation and to investigate the effects of M. charantiaextract giving on the pancreas resistance in producing insulin. One hundred eighty mice were used in thisresearch. They were divided into four group: negatif control (K-), radiation non extract (R-), positifcontrol (K+) and radiation with extract (R+). The Mice were treated with 200 mg/kg BB, 400 mg/kg BB,600 mg/kg BB, 800 mg/kg BB, and 1000 mg/kg BB. Exposure of gamma rays is given fractionally for fivedays with 100 rad per fraction ranging from 100 rad, 200 rad, 300 rad, 400 rad and 500 rad pertreatment. Insulin levels was measured by ELISA. The results showed that radiation exposure reduced theinsulin levels, increase in radiation dose causes increasing of reduction of insulin levels. The giving of M.charantia extract reduced of reduction of insulin levels and also maintained the insulin levels.

Keywords : Gamma Radiation, Insulin level, M.charantia Extract

NATURAL B, Vol. 2, No. 2, Oktober 2013

---------------------*Corresponding author :E-mail: dzul9787@yahoo.com

104 Zulkarnain, dkk : Analisis Pengaruh Penyinaran Sinar Gamma terhadap Kadar Insulin Pankreas Sebelumdan Sesudah Pemberian Ekstrak Buah Pare (M. charantia) pada Mencit yang Dibebani Glukosa

PENDAHULUAN

Penggunaan radiasi sinar gamma telahmenjadi bagian integral dari kehidupanmodern. Dalam aplikasinya sebagairadioterapi, sinar gamma dapat digunakansebagai alternatif pengobatan bagi penderitakanker. Di sisi lain, sinar gamma yangmerupakan radiasi ionisasi dapat mengganggufungsi normal tubuh manusia dengan DNA,protein dan lipid sebagai sasaran yang palingsensitif dan sebagai konsekuensinya adalahkerusakan bahkan kematian pada sel normalselain dari sel kanker sebagai target utamapenyinaran.

Kerusakan biologis pada sel normalmerupakan bentuk efek samping yangdijumpai pada semua kasus terapi radiasi. Padabeberapa kasus penderita kanker yangmendapat pengobatan radiasi seperti kankerlambung dan kanker kolon, penyinaran selainmengenai organ sasaran, juga melewati organpankreas dimana sekitar 40% organ pankreasmasuk kedalam lapangan penyinaran. Organpankreas merupakan salah satu organ yangsangat sensitif terhadap paparan radiasi sinargamma [1].

Terkenanya pankreas oleh radiasi gammadapat mengakibatkan fibrosis pankreas dengansklerosis vaskuler, degenerasi saraf [2] dannekrosis pada sel beta pankreas sehinggamenyebabkan produksi dan sekresi insulin darisel tersebut berkurang dan mengalamipenurunan [3]. Kerusakan biologis akibatradiasi ini adalah melalui pembentukan radikalbebas akibat ionisasi sinar gamma yang akanmenyerang materi biologis sel [4].

Terkait dengan keberadaan radikal bebasini, maka diperlukan suatu senyawaradioprotektif berupa antioksidan gunamenghalau atau melawan efek samping akibatpaparan radiasi. Kini pemanfaatan antioksidandari tanaman tradisional atau herbal banyakdiminati masyarakat. Salah satunya adalahbuah pare (M. charantia). Pare merupakantanaman yang banyak tumbuh di daerah tropis.Beberapa potensi dari buah pare dilaporkansebagai antioksidan, anti diabetik, anti kanker,anti obesitas, antibiotik, anti fertilitas, antibakterial, anti mikrobial, anti inflamantori,efek hipoglikemik, efek sitotoksik,

immunostimulant, dll [5,6]. Buah paremengandung senyawa flavonoid, saponin,karantin, polipeptida-P, momordisin,kukurbitasin, dll [7,8]. Penelitian tentang buahpare sebagai tanaman obat tradisional untukpengobatan berbagai jenis penyakit sudahbanyak dilakukan dan dilaporkan [9-12].Namun, penelitian mengenai potensi buah paredalam radiasi ionisasi belum pernahdilaporkan.

METODE PENELITIAN

Waktu dan tempat. Penelitian inidilaksanakan pada bulan September 2012sampai Januari 2013, bertempat diLaboratorium Ilmu Faal Fakultas KedokteranUB, Laboratorium Biologi Fakultas Sains danTeknologi UIN Malang yang meliputiLaboratorium Biosistem dan LaboratoriumFisiologi Hewan, serta di Instalasi RadiologiRSU Dr. Saiful Anwar Malang.

Persiapan hewan coba. Pada penelitianini digunakan 180 ekor mencit jantan strainBalb/c, umur 2 bulan dengan berat badan rata-rata 25 gram yang diperoleh dari LaboratoriumBiosistem Jurusan Biologi Fakultas Sains danTeknologi UIN Malang. Mencit tersebutdikelompokkan menjadi 4 kelompok yaitu K-(tanpa radiasi dan ekstrak), R- (radiasi tanpaekstrak), K+ (tanpa radiasi diberi ekstrak) danR+ (radiasi dan diberi ekstrak). Pada perlakuandengan radiasi diberikan lima variasi dosisradiasi yaitu 100 rad, 200 rad, 300 rad, 400 raddan 500 rad, sedangkan pada perlakuan denganekstrak buah pare diberikan lima variasi dosisyaitu 200 mg/kg BB, 400 mg/kg BB, 600mg/kg BB, 800 mg/kg BB, dan 1000 mg/kgBB. Agar memudahkan dalam proses analisisdata maka kelompok yang tidak mendapatkanekstrak buah pare yang terdiri dari kelompokK- dan R- dinyatakan dalam EP0 (nonekstrak), sedangkan kelompok yangmendapatkan perlakuan ekstrak buah pareyang terdiri dari K+ dan R+ dinyatakan dalambesar masing-masing dosis esktrak yangdiberikan yaitu EP1 (ekstrak 200 mg/kg BB),EP2 (ekstrak 400 mg/kg BB), EP3 (ekstrak 600mg/kg BB), EP4 (ekstrak 800 mg/kg BB) danEP5 (ekstrak 1000 mg/kg BB).

105Zulkarnain, dkk : Analisis Pengaruh Penyinaran Sinar Gamma terhadap Kadar Insulin Pankreas Sebelumdan Sesudah Pemberian Ekstrak Buah Pare (M. charantia) pada Mencit yang Dibebani Glukosa

Pemberian ekstrak buah pare. Ekstrakbuah pare dibuat menggunakan simplisia buahpare yang diekstraksi dengan pelarut air.Pemberian dosis ekstrak buah pare pada mencitdihitung berdasarkan berat badan masing-masing mencit. Ekstrak buah pare diberikansatu kali dalam sehari selama 14 hari sebelummencit diradiasi dan pada saat mencit diradiasidengan cara dicekokkan ke mencitmenggunakan sonde lambung.

Pembebanan glukosa. Larutan glukosadibuat dengan kadar 50% dan diberikan kepadamencit dengan dosis 2 g/kg BB [13] secara oralmenggunakan sonde lambung.

Pemberian paparan radiasi. Paparanradiasi diberikan menggunakan pesawatTeleterapi Cobalt-60 milik RSUD SyaifulAnwar. Radiasi diberikan secara fraksinasidengan besar dosis 100 rad per hari. Kondisipenyinaran menggunakan SSD (Source toSurface Distance) 80 cm dari permukaan danluas lapangan penyinaran 10x10 cm2.Pemaparan radiasi ini dilakukan pada hari ke-15 setelah pemberian ekstrak buah pare.

Pengambilan darah. Pengambilan darahdilakukan dengan spuid dari jantung mencit.Darah di-sentrifuge pada 14000 rpm selama 15menit dan supernatan (serum) diambil dandisimpan pada lemari es (-20oC) sampaipengukuran kadar insulin siap untuk dilakukan.

Pengukuran kadar insulin. Pengukurankadar insulin serum dari sampel darah yangtelah diambil sebelumnya dilakukan denganmetode ELISA indirect setelah akhirpengamatan menggunakan mouse insulinELISA kit dan microplate reader. Pertamamikroplate 96 well di-coating dengan serumsebanyak 100 μL/well, kemudiandiinkubasikan 4°C selama 24 jam. Setelah itudicuci dengan 0,2% PBS-Tween sebanyak 100µL/well selama 5 menit, 3 kali, dan diblokdengan BSA grade 5 dengan konsentrasi 1%sebanyak 50 µL/well, kemudian dicuci dengan0,2% PBS-Tween sebanyak 100 µL/wellselama 5 menit, 3 kali. Selanjutnya direaksikandengan 50 μL/well monoklonal antibodiprimer, dan diinkubasikan pada suhu ruangselama 2 jam. Selanjutnya dicuci dengan 0,2%PBS-Tween sebanyak 100 µL/well selama 5

menit 3 kali, lalu direaksikan dengan antibodisekunder sebanyak 50 μL/well, dandiinkubasikan pada suhu ruang selama 1 jam.Selanjutnya dicuci menggunakan 0,2% PBS-Tween sebanyak 100 µL/well selama 5 menit,3 kali. Setelah itu ditambahkan enzim SA-HRPsebanyak 50 µL/well kemudian dinkubasikanpada suhu ruang selama 1 jam. Selanjutnyadicucidengan 0,2% PBS-Tween sebanyak 100µL/well kemudian ditambahkan substratsurblue TMB sebanyak 50 μL/well, dandiinkubasikan pada suhu ruang selama 10-20menit. Selanjutnya ditambahkan HCl 1Nsebanyak 50 μL/well sebagai stop reaction,apabila warna pada masing-masing well sudahberubah menjadi kuning maka reaksidihentikan. Hasil kadar insulin dibaca padaELISA reader system BIO-RAD denganpanjang gelombang (λ) 450 nm.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Dari hasil pengamatan terhadap hewancoba diperoleh data pengamatan berupa kadarinsulin serum dari tiap-tiap kelompokperlakuan, selanjutnya data-data tersebutdirepresentasikan dalam bentuk grafik untukmelihat bagaimana pengaruh pemberianpaparan radiasi dan ekstrak buah pare terhadapkadar insulin serum sebagaimana yangditunjukkan pada Gambar 1 dan Gambar 2.

Gambar 1. Perbandingan kadar insulin (ng/mL) padakelompok perlakuan akibat pemberianpaparan radiasi (rad). (Keterangan : EP0 =non ekstrak, EP1= ekstrak 200 mg/kg BB,EP2 = ekstrak 400 mg/kgBB, EP3 = ekstrak600 mg/kg BB, EP4 = ekstrak 800 mg/kgBB, EP5 = ekstrak 1000 mg/kg BB).

105Zulkarnain, dkk : Analisis Pengaruh Penyinaran Sinar Gamma terhadap Kadar Insulin Pankreas Sebelumdan Sesudah Pemberian Ekstrak Buah Pare (M. charantia) pada Mencit yang Dibebani Glukosa

Pemberian ekstrak buah pare. Ekstrakbuah pare dibuat menggunakan simplisia buahpare yang diekstraksi dengan pelarut air.Pemberian dosis ekstrak buah pare pada mencitdihitung berdasarkan berat badan masing-masing mencit. Ekstrak buah pare diberikansatu kali dalam sehari selama 14 hari sebelummencit diradiasi dan pada saat mencit diradiasidengan cara dicekokkan ke mencitmenggunakan sonde lambung.

Pembebanan glukosa. Larutan glukosadibuat dengan kadar 50% dan diberikan kepadamencit dengan dosis 2 g/kg BB [13] secara oralmenggunakan sonde lambung.

Pemberian paparan radiasi. Paparanradiasi diberikan menggunakan pesawatTeleterapi Cobalt-60 milik RSUD SyaifulAnwar. Radiasi diberikan secara fraksinasidengan besar dosis 100 rad per hari. Kondisipenyinaran menggunakan SSD (Source toSurface Distance) 80 cm dari permukaan danluas lapangan penyinaran 10x10 cm2.Pemaparan radiasi ini dilakukan pada hari ke-15 setelah pemberian ekstrak buah pare.

Pengambilan darah. Pengambilan darahdilakukan dengan spuid dari jantung mencit.Darah di-sentrifuge pada 14000 rpm selama 15menit dan supernatan (serum) diambil dandisimpan pada lemari es (-20oC) sampaipengukuran kadar insulin siap untuk dilakukan.

Pengukuran kadar insulin. Pengukurankadar insulin serum dari sampel darah yangtelah diambil sebelumnya dilakukan denganmetode ELISA indirect setelah akhirpengamatan menggunakan mouse insulinELISA kit dan microplate reader. Pertamamikroplate 96 well di-coating dengan serumsebanyak 100 μL/well, kemudiandiinkubasikan 4°C selama 24 jam. Setelah itudicuci dengan 0,2% PBS-Tween sebanyak 100µL/well selama 5 menit, 3 kali, dan diblokdengan BSA grade 5 dengan konsentrasi 1%sebanyak 50 µL/well, kemudian dicuci dengan0,2% PBS-Tween sebanyak 100 µL/wellselama 5 menit, 3 kali. Selanjutnya direaksikandengan 50 μL/well monoklonal antibodiprimer, dan diinkubasikan pada suhu ruangselama 2 jam. Selanjutnya dicuci dengan 0,2%PBS-Tween sebanyak 100 µL/well selama 5

menit 3 kali, lalu direaksikan dengan antibodisekunder sebanyak 50 μL/well, dandiinkubasikan pada suhu ruang selama 1 jam.Selanjutnya dicuci menggunakan 0,2% PBS-Tween sebanyak 100 µL/well selama 5 menit,3 kali. Setelah itu ditambahkan enzim SA-HRPsebanyak 50 µL/well kemudian dinkubasikanpada suhu ruang selama 1 jam. Selanjutnyadicucidengan 0,2% PBS-Tween sebanyak 100µL/well kemudian ditambahkan substratsurblue TMB sebanyak 50 μL/well, dandiinkubasikan pada suhu ruang selama 10-20menit. Selanjutnya ditambahkan HCl 1Nsebanyak 50 μL/well sebagai stop reaction,apabila warna pada masing-masing well sudahberubah menjadi kuning maka reaksidihentikan. Hasil kadar insulin dibaca padaELISA reader system BIO-RAD denganpanjang gelombang (λ) 450 nm.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Dari hasil pengamatan terhadap hewancoba diperoleh data pengamatan berupa kadarinsulin serum dari tiap-tiap kelompokperlakuan, selanjutnya data-data tersebutdirepresentasikan dalam bentuk grafik untukmelihat bagaimana pengaruh pemberianpaparan radiasi dan ekstrak buah pare terhadapkadar insulin serum sebagaimana yangditunjukkan pada Gambar 1 dan Gambar 2.

Gambar 1. Perbandingan kadar insulin (ng/mL) padakelompok perlakuan akibat pemberianpaparan radiasi (rad). (Keterangan : EP0 =non ekstrak, EP1= ekstrak 200 mg/kg BB,EP2 = ekstrak 400 mg/kgBB, EP3 = ekstrak600 mg/kg BB, EP4 = ekstrak 800 mg/kgBB, EP5 = ekstrak 1000 mg/kg BB).

105Zulkarnain, dkk : Analisis Pengaruh Penyinaran Sinar Gamma terhadap Kadar Insulin Pankreas Sebelumdan Sesudah Pemberian Ekstrak Buah Pare (M. charantia) pada Mencit yang Dibebani Glukosa

Pemberian ekstrak buah pare. Ekstrakbuah pare dibuat menggunakan simplisia buahpare yang diekstraksi dengan pelarut air.Pemberian dosis ekstrak buah pare pada mencitdihitung berdasarkan berat badan masing-masing mencit. Ekstrak buah pare diberikansatu kali dalam sehari selama 14 hari sebelummencit diradiasi dan pada saat mencit diradiasidengan cara dicekokkan ke mencitmenggunakan sonde lambung.

Pembebanan glukosa. Larutan glukosadibuat dengan kadar 50% dan diberikan kepadamencit dengan dosis 2 g/kg BB [13] secara oralmenggunakan sonde lambung.

Pemberian paparan radiasi. Paparanradiasi diberikan menggunakan pesawatTeleterapi Cobalt-60 milik RSUD SyaifulAnwar. Radiasi diberikan secara fraksinasidengan besar dosis 100 rad per hari. Kondisipenyinaran menggunakan SSD (Source toSurface Distance) 80 cm dari permukaan danluas lapangan penyinaran 10x10 cm2.Pemaparan radiasi ini dilakukan pada hari ke-15 setelah pemberian ekstrak buah pare.

Pengambilan darah. Pengambilan darahdilakukan dengan spuid dari jantung mencit.Darah di-sentrifuge pada 14000 rpm selama 15menit dan supernatan (serum) diambil dandisimpan pada lemari es (-20oC) sampaipengukuran kadar insulin siap untuk dilakukan.

Pengukuran kadar insulin. Pengukurankadar insulin serum dari sampel darah yangtelah diambil sebelumnya dilakukan denganmetode ELISA indirect setelah akhirpengamatan menggunakan mouse insulinELISA kit dan microplate reader. Pertamamikroplate 96 well di-coating dengan serumsebanyak 100 μL/well, kemudiandiinkubasikan 4°C selama 24 jam. Setelah itudicuci dengan 0,2% PBS-Tween sebanyak 100µL/well selama 5 menit, 3 kali, dan diblokdengan BSA grade 5 dengan konsentrasi 1%sebanyak 50 µL/well, kemudian dicuci dengan0,2% PBS-Tween sebanyak 100 µL/wellselama 5 menit, 3 kali. Selanjutnya direaksikandengan 50 μL/well monoklonal antibodiprimer, dan diinkubasikan pada suhu ruangselama 2 jam. Selanjutnya dicuci dengan 0,2%PBS-Tween sebanyak 100 µL/well selama 5

menit 3 kali, lalu direaksikan dengan antibodisekunder sebanyak 50 μL/well, dandiinkubasikan pada suhu ruang selama 1 jam.Selanjutnya dicuci menggunakan 0,2% PBS-Tween sebanyak 100 µL/well selama 5 menit,3 kali. Setelah itu ditambahkan enzim SA-HRPsebanyak 50 µL/well kemudian dinkubasikanpada suhu ruang selama 1 jam. Selanjutnyadicucidengan 0,2% PBS-Tween sebanyak 100µL/well kemudian ditambahkan substratsurblue TMB sebanyak 50 μL/well, dandiinkubasikan pada suhu ruang selama 10-20menit. Selanjutnya ditambahkan HCl 1Nsebanyak 50 μL/well sebagai stop reaction,apabila warna pada masing-masing well sudahberubah menjadi kuning maka reaksidihentikan. Hasil kadar insulin dibaca padaELISA reader system BIO-RAD denganpanjang gelombang (λ) 450 nm.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Dari hasil pengamatan terhadap hewancoba diperoleh data pengamatan berupa kadarinsulin serum dari tiap-tiap kelompokperlakuan, selanjutnya data-data tersebutdirepresentasikan dalam bentuk grafik untukmelihat bagaimana pengaruh pemberianpaparan radiasi dan ekstrak buah pare terhadapkadar insulin serum sebagaimana yangditunjukkan pada Gambar 1 dan Gambar 2.

Gambar 1. Perbandingan kadar insulin (ng/mL) padakelompok perlakuan akibat pemberianpaparan radiasi (rad). (Keterangan : EP0 =non ekstrak, EP1= ekstrak 200 mg/kg BB,EP2 = ekstrak 400 mg/kgBB, EP3 = ekstrak600 mg/kg BB, EP4 = ekstrak 800 mg/kgBB, EP5 = ekstrak 1000 mg/kg BB).

106 Zulkarnain, dkk : Analisis Pengaruh Penyinaran Sinar Gamma terhadap Kadar Insulin Pankreas Sebelumdan Sesudah Pemberian Ekstrak Buah Pare (M. charantia) pada Mencit yang Dibebani Glukosa

Gambar 1 menunjukkan bahwa radiasidapat mempengaruhi sel β pankreas denganadanya penurunan kadar insulin, dimanapenurunannya seiring dengan penambahandosis radiasi. Dosis radiasi 100 rad mampumenurunkan kadar insulin bila dibandingkandengan kontrol dan menjadi signifikan padarentang dosis tinggi yang mendekati dosis letalsel terhadap radiasi. Pada kelompok yangdiberi ekstrak memiliki rata-rata kadar insulinserum yang lebih banyak bila dibandingkandengan kelompok non ekstrak, bahkanpenurunan kadar insulin setelah diberi ekstrakbuah pare lebih kecil jika dibandingkan dengansebelum diberi ekstrak.

Gambar 2. Perbandingan kadar insulin (ng/mL) padakelompok perlakuan akibat pemberianekstrak buah pare (mg/kg BB).

Gambar 2 menunjukkan bahwa pemberianekstrak buah pare dapat menekan penurunandan mempertahankan kadar insulin akibatpaparan radiasi. Dosis ekstrak buah pare 200mg/kg BB mampu menekan penurunan danmempertahankan kadar insulin biladibandingkan dengan kontrol dan menjadisignifikan pada rentang dosis yang tinggi. Padakelompok yang diberi paparan radiasi memilikirata-rata kadar insulin serum yang lebih sedikitbila dibandingkan dengan kelompok yangtidak diberi paparan radiasi.

Pengaruh radiasi terhadap kadarinsulin. Penurunan kadar insulin akibatpaparan radiasi diduga terjadi akibat adanyainteraksi radikal bebas dengan sel β pankreas.Radikal bebas dapat menyebabkan kerusakanpada sel β pankreas yang berakibat produksidan sekresi insulin dari sel tersebut berkurang

sehingga kadar insulin menurun. Interaksiradiasi pengion dengan sel dapat menyebabkanterjadinya kerusakan bahkan kematian padasel. Sebelum sel mengalami kerusakan bahkankematian akibat terkena paparan radiasipengionterjadi proses radiolisis sel yangmenyebabkan eksitasi dan ionisasi molekulatau atom penyusun materi biologis sel akibatabsorbsi energi radiasi pengion [14,15]. Prosesradiolisis sel tersebut memicu pembentukanradikal bebas seperti radikal hidroksil (OH*),radikal hidrogen (H*) dan radikal hidrogenperoksida (H2O2), akibat adanya reaksi antarmolekul-molekul yang bersifat reaktif [16,17].Radikal bebas yang terbentuk akan menyerangdan membahayakan komponen-komponenpenting penyusun sel terutama tiga jenissenyawa yang penting untuk mempertahankanintegritas sel, yaitu polyunsaturated fatty acid(PUFA) yang merupakan penyusun membransel, protein yang berfungsi untuk pembentukanenergi dan penyokong aktivitas sel serta DNAyang membentuk kromoson di dalam nukleus(inti sel) [17,18]. Diantara senyawa radikalbebas, radikal hidroksil merupakan senyawayang paling berbahaya karena reaktifitasnyasangat tinggi. Interaksi radikal hidroksil padaPUFA dapat memicu reaksi peroksida lipid[19] yang berakibat terputusnya rantai asamlemak menjadi berbagai senyawa yang bersifattoksik terhadap sel seperti aldehida danhidrokarbon yang jika bereaksi dengan seldapat menyebabkan kerusakan parah membransel sehingga membahayakan kehidupan sel[20]. Interaksi radikal hidroksil pada proteindapat menyebabkan kerusakan asam-asamamino penyusun protein yang mengandunggugusan sulfidril (SH) terutama asam aminosistein, dimana gugusan SH inisangat pekaterhadap serangan radikal hidroksil karenadapat memicu pembentukan ikatan disulfida (-S-S-) yang dapat menimbulkan ikatan intraatau antar molekul protein tersebut sehinggakehilangan fungsi biologisnya termasuk enzim-enzim akan kehilangan aktivitasnya [21].Interaksi radikal hidroksil pada DNA dapatmengakibatkan terputusnya ikatan hidrogenantar basa DNA [22] dan terputusnya untaiDNA meliputi putusnya salah satu untai DNA(single strand break), atau putusnya keduauntai DNA (double strand breaks) sehinggaDNA tidak dapat melakukan proses replikasi[22,23].

106 Zulkarnain, dkk : Analisis Pengaruh Penyinaran Sinar Gamma terhadap Kadar Insulin Pankreas Sebelumdan Sesudah Pemberian Ekstrak Buah Pare (M. charantia) pada Mencit yang Dibebani Glukosa

Gambar 1 menunjukkan bahwa radiasidapat mempengaruhi sel β pankreas denganadanya penurunan kadar insulin, dimanapenurunannya seiring dengan penambahandosis radiasi. Dosis radiasi 100 rad mampumenurunkan kadar insulin bila dibandingkandengan kontrol dan menjadi signifikan padarentang dosis tinggi yang mendekati dosis letalsel terhadap radiasi. Pada kelompok yangdiberi ekstrak memiliki rata-rata kadar insulinserum yang lebih banyak bila dibandingkandengan kelompok non ekstrak, bahkanpenurunan kadar insulin setelah diberi ekstrakbuah pare lebih kecil jika dibandingkan dengansebelum diberi ekstrak.

Gambar 2. Perbandingan kadar insulin (ng/mL) padakelompok perlakuan akibat pemberianekstrak buah pare (mg/kg BB).

Gambar 2 menunjukkan bahwa pemberianekstrak buah pare dapat menekan penurunandan mempertahankan kadar insulin akibatpaparan radiasi. Dosis ekstrak buah pare 200mg/kg BB mampu menekan penurunan danmempertahankan kadar insulin biladibandingkan dengan kontrol dan menjadisignifikan pada rentang dosis yang tinggi. Padakelompok yang diberi paparan radiasi memilikirata-rata kadar insulin serum yang lebih sedikitbila dibandingkan dengan kelompok yangtidak diberi paparan radiasi.

Pengaruh radiasi terhadap kadarinsulin. Penurunan kadar insulin akibatpaparan radiasi diduga terjadi akibat adanyainteraksi radikal bebas dengan sel β pankreas.Radikal bebas dapat menyebabkan kerusakanpada sel β pankreas yang berakibat produksidan sekresi insulin dari sel tersebut berkurang

sehingga kadar insulin menurun. Interaksiradiasi pengion dengan sel dapat menyebabkanterjadinya kerusakan bahkan kematian padasel. Sebelum sel mengalami kerusakan bahkankematian akibat terkena paparan radiasipengionterjadi proses radiolisis sel yangmenyebabkan eksitasi dan ionisasi molekulatau atom penyusun materi biologis sel akibatabsorbsi energi radiasi pengion [14,15]. Prosesradiolisis sel tersebut memicu pembentukanradikal bebas seperti radikal hidroksil (OH*),radikal hidrogen (H*) dan radikal hidrogenperoksida (H2O2), akibat adanya reaksi antarmolekul-molekul yang bersifat reaktif [16,17].Radikal bebas yang terbentuk akan menyerangdan membahayakan komponen-komponenpenting penyusun sel terutama tiga jenissenyawa yang penting untuk mempertahankanintegritas sel, yaitu polyunsaturated fatty acid(PUFA) yang merupakan penyusun membransel, protein yang berfungsi untuk pembentukanenergi dan penyokong aktivitas sel serta DNAyang membentuk kromoson di dalam nukleus(inti sel) [17,18]. Diantara senyawa radikalbebas, radikal hidroksil merupakan senyawayang paling berbahaya karena reaktifitasnyasangat tinggi. Interaksi radikal hidroksil padaPUFA dapat memicu reaksi peroksida lipid[19] yang berakibat terputusnya rantai asamlemak menjadi berbagai senyawa yang bersifattoksik terhadap sel seperti aldehida danhidrokarbon yang jika bereaksi dengan seldapat menyebabkan kerusakan parah membransel sehingga membahayakan kehidupan sel[20]. Interaksi radikal hidroksil pada proteindapat menyebabkan kerusakan asam-asamamino penyusun protein yang mengandunggugusan sulfidril (SH) terutama asam aminosistein, dimana gugusan SH inisangat pekaterhadap serangan radikal hidroksil karenadapat memicu pembentukan ikatan disulfida (-S-S-) yang dapat menimbulkan ikatan intraatau antar molekul protein tersebut sehinggakehilangan fungsi biologisnya termasuk enzim-enzim akan kehilangan aktivitasnya [21].Interaksi radikal hidroksil pada DNA dapatmengakibatkan terputusnya ikatan hidrogenantar basa DNA [22] dan terputusnya untaiDNA meliputi putusnya salah satu untai DNA(single strand break), atau putusnya keduauntai DNA (double strand breaks) sehinggaDNA tidak dapat melakukan proses replikasi[22,23].

106 Zulkarnain, dkk : Analisis Pengaruh Penyinaran Sinar Gamma terhadap Kadar Insulin Pankreas Sebelumdan Sesudah Pemberian Ekstrak Buah Pare (M. charantia) pada Mencit yang Dibebani Glukosa

Gambar 1 menunjukkan bahwa radiasidapat mempengaruhi sel β pankreas denganadanya penurunan kadar insulin, dimanapenurunannya seiring dengan penambahandosis radiasi. Dosis radiasi 100 rad mampumenurunkan kadar insulin bila dibandingkandengan kontrol dan menjadi signifikan padarentang dosis tinggi yang mendekati dosis letalsel terhadap radiasi. Pada kelompok yangdiberi ekstrak memiliki rata-rata kadar insulinserum yang lebih banyak bila dibandingkandengan kelompok non ekstrak, bahkanpenurunan kadar insulin setelah diberi ekstrakbuah pare lebih kecil jika dibandingkan dengansebelum diberi ekstrak.

Gambar 2. Perbandingan kadar insulin (ng/mL) padakelompok perlakuan akibat pemberianekstrak buah pare (mg/kg BB).

Gambar 2 menunjukkan bahwa pemberianekstrak buah pare dapat menekan penurunandan mempertahankan kadar insulin akibatpaparan radiasi. Dosis ekstrak buah pare 200mg/kg BB mampu menekan penurunan danmempertahankan kadar insulin biladibandingkan dengan kontrol dan menjadisignifikan pada rentang dosis yang tinggi. Padakelompok yang diberi paparan radiasi memilikirata-rata kadar insulin serum yang lebih sedikitbila dibandingkan dengan kelompok yangtidak diberi paparan radiasi.

Pengaruh radiasi terhadap kadarinsulin. Penurunan kadar insulin akibatpaparan radiasi diduga terjadi akibat adanyainteraksi radikal bebas dengan sel β pankreas.Radikal bebas dapat menyebabkan kerusakanpada sel β pankreas yang berakibat produksidan sekresi insulin dari sel tersebut berkurang

sehingga kadar insulin menurun. Interaksiradiasi pengion dengan sel dapat menyebabkanterjadinya kerusakan bahkan kematian padasel. Sebelum sel mengalami kerusakan bahkankematian akibat terkena paparan radiasipengionterjadi proses radiolisis sel yangmenyebabkan eksitasi dan ionisasi molekulatau atom penyusun materi biologis sel akibatabsorbsi energi radiasi pengion [14,15]. Prosesradiolisis sel tersebut memicu pembentukanradikal bebas seperti radikal hidroksil (OH*),radikal hidrogen (H*) dan radikal hidrogenperoksida (H2O2), akibat adanya reaksi antarmolekul-molekul yang bersifat reaktif [16,17].Radikal bebas yang terbentuk akan menyerangdan membahayakan komponen-komponenpenting penyusun sel terutama tiga jenissenyawa yang penting untuk mempertahankanintegritas sel, yaitu polyunsaturated fatty acid(PUFA) yang merupakan penyusun membransel, protein yang berfungsi untuk pembentukanenergi dan penyokong aktivitas sel serta DNAyang membentuk kromoson di dalam nukleus(inti sel) [17,18]. Diantara senyawa radikalbebas, radikal hidroksil merupakan senyawayang paling berbahaya karena reaktifitasnyasangat tinggi. Interaksi radikal hidroksil padaPUFA dapat memicu reaksi peroksida lipid[19] yang berakibat terputusnya rantai asamlemak menjadi berbagai senyawa yang bersifattoksik terhadap sel seperti aldehida danhidrokarbon yang jika bereaksi dengan seldapat menyebabkan kerusakan parah membransel sehingga membahayakan kehidupan sel[20]. Interaksi radikal hidroksil pada proteindapat menyebabkan kerusakan asam-asamamino penyusun protein yang mengandunggugusan sulfidril (SH) terutama asam aminosistein, dimana gugusan SH inisangat pekaterhadap serangan radikal hidroksil karenadapat memicu pembentukan ikatan disulfida (-S-S-) yang dapat menimbulkan ikatan intraatau antar molekul protein tersebut sehinggakehilangan fungsi biologisnya termasuk enzim-enzim akan kehilangan aktivitasnya [21].Interaksi radikal hidroksil pada DNA dapatmengakibatkan terputusnya ikatan hidrogenantar basa DNA [22] dan terputusnya untaiDNA meliputi putusnya salah satu untai DNA(single strand break), atau putusnya keduauntai DNA (double strand breaks) sehinggaDNA tidak dapat melakukan proses replikasi[22,23].

107Zulkarnain, dkk : Analisis Pengaruh Penyinaran Sinar Gamma terhadap Kadar Insulin Pankreas Sebelumdan Sesudah Pemberian Ekstrak Buah Pare (M. charantia) pada Mencit yang Dibebani Glukosa

Pengaruh pemberian ekstrak buah pareterhadap kadar insulin. Penurunan kadarinsulin akibat paparan radiasi pada mencitdapat ditekan dan dipertahankan olehkandungan senyawa antioksi dan flavonoiddalam ekstrak buah pare. Senyawa antioksidanflavonoid dapat menangkal radikal bebasmelalui proses free radical scanvenging yaitudengan memberikan satu atom hidrogen darigugusnya untuk bereaksi dengan radikal bebas[12,24].

Gambar 3. Proses free radical scanvenging dandelokalisasi elektron pada flavonoid [25].

Flavonoid yang telah mendonasikan atomhidrogennya akan mengandung atom singletoxygen (O*) yang bersifat radikal. Cincinbenzene dalam flavonoid tergolong dalamikatan aromatik yaitu suatu sifat kimiaterkonjugasi yang memiliki ikatan jenuh(tunggal) dan tak jenuh (ganda), dimana ikatanini akan berpindah-pindah karena sifatelektronnya yang berputar-putar didalamstrukturnya. Apabila elektron yang berpindahini berpasangan dengan singlet oxygen makaelektron tersebut akan menstabilkan sifatradikal pada singlet oxygen [25,26].Mekanisme proses free radical scenvengingdan delokalisasi elektron pada flavanoid dapatdilihat pada Gambar 3.

KESIMPULAN

Radiasi sinar gamma mampu menurunkankadar insulin dengan penurunan seiring denganbesarnya dosis radiasi yang diberikan.Pemberian ekstrak buah pare mampu menekanpenurunan dan mempertahankan kadar insulinakibat terkena paparan radiasi, dimana ekstrak

buah pare dengan dosis 1000 mg/kg BBmerupakan dosis yang paling efektif dari limavariasi dosis yang diberikan. Semakin tinggidosis ekstrak buah pare yang diberikan makasenyawa aktif yang terkandung di dalamnyajuga semakin tinggi.

UCAPAN TERIMA KASIH

Penulis mengucapkan terimakasih yangsebesar-besarnya kepada Jurusan Fisika,Fakultas MIPA, Universitas Brawijaya yangtelah membantu penulis selama penelitianhingga terselesainya penulisan jurnal.

DAFTAR PUSTAKA

[1] Qin, H.L., Lin, C.H., Zhang, X.L (2006),Evaluation of intraoperative radiotherapyfor gastric carcinoma with D2 and D3surgical resection. World J.Astroenterol,12(43), 7033-7037.

[2] Hoekstra, H.J., Restrepo, C., Kinsella,T.J., Sindelar, W.F (1988), Histopathological effects of intraoperativeradiotherapy on pancreas and adjacenttissues: a postmortem analysis, J. Surg.Oncol., 37(2), 104-108.

[3] Du Toit, D.F., Heydenrych, J.J., Smit, B.,Zuurmond, T., Louw, G., Laker, L., Els,D., Weideman, A., Wolfe-Coote, S., DuToit, L.B,. et al (1987), The effect ofionizing radiation on the primatepancreas: an endocrine and morphologicstudy, J. Surg. Oncol., 34(1), 43-52.

[4] Felberg, R.S., dan Carew, J.A (1981),Water radiolysis product and nucleotidedamagein irradiated DNA. Int. J. RadiatBiol. Relat. Stud. Phys. Chem. Med.,40(1), 11-17.

[5] Kumar, D.S., Sharathnath, K.V.,Yogeswaran, P., Harani, A., Sudhakar,K., Sudha, P., Banji, D (2010), Amedicinal potency of momordicacharantia, Int. J. Pharm. Sci., 1(2), 95-100.

[6] Sharma, S., Tandon, S., Semwal, B.,Singh, K (2011), Momordica charantialinn: a comprehensive review on bitterremedy. Journal of PharmaceuticalResearch And Opinion. 1(2), 42-47.

108 Zulkarnain, dkk : Analisis Pengaruh Penyinaran Sinar Gamma terhadap Kadar Insulin Pankreas Sebelumdan Sesudah Pemberian Ekstrak Buah Pare (M. charantia) pada Mencit yang Dibebani Glukosa

[7] Dhalla, N.S., Gupta, K.C., Sastry, M.S.,Maholtra, C.L. (1961), Chemicalcomposition of the fruit of Momordicacharantia linn, Indian J. Pharm., 23, 128-129.

[8] Harinantenaina, L., Tanaka, M., Takaoka,S., et al (2006), Momordica charantiaconstituents and antidiabetic screening ofthe isolated major compounds, Chem.Pharm. Bull., 54, 1017-1021.

[9] Fernandes, N., Lagishetty, C.V., Panda,V.S., Naik, S.R (2007), An experimentalevaluation of the antidietetics andantilipidemic properties of a standardizedMomordica charantia fruit extract, BMCComplementary and AlternativeMedicine, 7, 29.

[10] Garau, C., Cummings, E., David, A.P.,Singh, J (2003), Beneficial effect andmechanism of action of Momordicacharantia in thetreatment of diabetesmellitus: a mini review, Int. J. Diabetes &Metabolism,11, 46-55.

[11] Ahmed, I., Adeghate, E., Sharma, A.K.,Pallot, D.J., Singh, J (1998), Effects ofMomordica charantia fruit juice on isletmorphology in the pancreas of thestreptozotocin-diabetic rat, Diabetes Res.Clin. Pract., 40(16), 145-151.

[12] Trisnaryan, F (2011), Pengaruh decoctabuah pare (Momordica charantia linn)terhadap penurunan kadar glukosa darahtikus wistar yang diberi beban glukosa,Skripsi Fakultas Kedokteran, UniversitasDiponegoro.

[13] Vogel, H.G (2002), Drug discovery andevaluation; pharmacological assay 2nd

edition, Springer-Verlag. New York.[14] Wisnu, A.W (1996), Radioekologi, Andi

Jogja, Yogyakarta.

[15] Appollinaire, T., James, K.Friel (2007),Human milk has anti-oxidant propertiesto protect premature infants, CurrentPediatric Reviews, 3, 45-51.

[16] Valko, M., Rhodes, C.J., Moncol,J.,Izakovic, M., Mazur, M (2006), Freeradicals, metals and antioxidants inoxidative stress-induced cancer, Chem.Biol. Interact.,160(1), 1-40.

[17] Verbruggen, A (2012), Health effects ofionising radiation, K.U Lauren, USA.

[18] Suryohudoyo, P (1993), Oksidan,antioksidan dan radikal bebas,Universitas Airlangga Press, Surabaya.

[19] Murray, R.K., Granner, D.K., Mayes,P.A., Rodwell, V.W (2003),Harper’sbiochemistry 26th edition,Lange MedicalCalifornia.

[20] Drodge, W (2002), Free radicals in thephysiological control of cell function,Physiol. Rev., 42, 47-95.

[21] Sies, H (1991), Oxidative stress : frombasic research to clinical applications,Am.J.Med., 91(3), 31-38.

[22] Alatas, Z (2006), Efek pewarisan akibatradiasi pengion, Buletin ALARA, 8(2).

[23] Allen, R.G., Tressini, M (2000),Oxidative stress and gene regulation, FreeRadical Biol. Med., 28, 463-499.

[24] Surya, Y.M (2011), Karakterisasisimplisia dan skrining fitokimia serta ujiaktivitas antioksidan ekstrak buahtumbuhan pare (Momordica charantialinn), Skripsi Fakultas Farmasi,Universitas Sumatera Utara.

[25] Amic, D., D.D. Amic, et al (2003),Structure-radical scavenging activityrelationships of flavonoids, CroaticaChemica Acta, 76, 55-61.

[26] Bors, W., Heller, T.X., Michael, C(1990), Flavanoids as antioxidant :determination of radical-scavengingefficiencies, Method Enzymol, 186, 343-355.