## PENGARUH PEMBERIAN EKSTRAK ETANOL RIMPANG LENGKUAS
( ALPINIA GALANGA ) TERHADAP GAMBARAN HISTOPATOLOGI OTAK MENCIT ( MUS MUSCULUS L) YANG DIINDUKSI MONOSODIUM GLUTAMATE
Emeraldha Theodorus 1 , Muhartono 2 , Giska Tri Putri 3
1 Fakultas Kedokteran, Universitas Lampung
2 Bagian Patologi Anatomi, Fakultas Kedokteran, Universitas Lampung
3 Bagian Biokimia, Fakultas Kedokteran, Universitas
Lampung
Abstrak
Pendahuluan: Monosodium glutamate (MSG) menimbulkan kerusakan otak yang ditandai dengan adanya nekrosis neuron secara mikroskopis dan defisit neurologis secara klinis. Lengkuas memiliki kandungan  flavonoid  yang  berfungsi  sebagai  antioksidan  yang  dapat  melindungi  otak. Tujuan: Tujuan  dari  penelitian  ini  adalah  untuk  mengetahui  pengaruh  pemberian  ekstrak  etanol  rimpang lengkuas  ( Alpinia  galanga )  terhadap  gambaran  histopatologi  otak  mencit  ( Mus  musculus L)  yang diinduksi Monosodium glutamate (MSG). Metode: Penelitian ini menggunakan 30 mencit yang dibagi ke  dalam  5  kelompok  perlakuan.  K(-)  tidak  diberi  perlakuan,  K(+)  diberi  MSG  4  mg/grBB intraperitoneal, P1 diberi MSG 4 mg/grBB intraperitoneal dan ekstrak lengkuas 14 mg/20 grBB oral, P2 diberi MSG 4 mg/grBB intraperitoneal dan ekstrak lengkuas 28 mg/20 grBB oral, dan P1 diberi MSG  4  mg/grBB  intraperitoneal  dan  ekstrak  lengkuas  56  mg/20  grBB  oral. Hasil: Rerata  jumlah nekrosis neuron yang didapatkan antara lain K(-) 3,8; K(+) 5,4; P1 5,4; P2 5; dan P3 4,8. Setelah dilakukan  uji  statistik  dengan  uji One-Way  ANOVA diperoleh  nilai p-value =  0,105. Kesimpulan: Tidak  terdapat  pengaruh  pemberian  ekstrak  etanol  rimpang  lengkuas  ( Alpinia  galanga )  terhadap gambaran histopatologi otak mencit ( Mus musculus L) yang diinduksi Monosodium glutamate (MSG).
Kata kunci: lengkuas, MSG, otak
Abstract
Background: Monosodium glutamate (MSG) induced brain damage characterized by microscopic neuronal  necrosis  and  clinically  neurologic  deficits.  Galangal  has  flavonoid  that  serves  as  an antioxidant  that  can  protect  the  brain. Objective: To  determine  the  effect  of  ethanol  extract  of galangal rhizome (Alpinia galanga) on brain histopathological appearance in the mice (Mus musculus L) induced by Monosodium glutamate (MSG). Methods: This study used 30 mice that were divided into 5 groups. K(-) is not given any treatment, K(+) is given intraperitoneal MSG 4 mg/grBB, P1 is given  intraperitoneal  MSG  4  mg/grBB  and  oral  galangal  extract  14  mg/  20grBB,  P2  is  given intraperitoneal  MSG  4  mg/grBB  and  oral  galangal  extract  28  mg/  20grBB,  and  P3  P1  is  given intraperitoneal  MSG  4  mg/grBB  and  oral  galangal  extract  56  mg/  20grBB. Results: The  average number of brain neuronal necrosis were K(-) 3,8; K(+) 5,4; P1 5,4; P2 5; dan P3 4,8. The One-Way ANOVA  result showed  that  the  p-value = ……. 0,015. Conclusion: There are  no  difference  in  the effect of ethanol extract of galangal rhizome (Alpinia galanga) on brain histopathological appearance in the  mice (Mus musculus L) induced by Monosodium glutamate (MSG).
Keywords: brain, galangal, MSG

## 1.  PENDAHULUAN
Berdasarkan  laporan Information
Handling  Services (IHS),    di  tahun  2014 Asia  menempati  peringkat  pertama  baik dalam  produksi,    ekspor,    dan  konsumsi
MSG.  Indonesia  menempati  peringkat kedua terbesar negara pengekspor MSG di dunia setelah Cina dengan total ekspor

## Penelitian
sebanyak  16%. [1] Monosodium  glutamate atau  yang  biasa  disebut  MSG  adalah garam  natrium  yang  berasal  dari  asam glutamate .
Monosodium glutamate tersusun atas 78% glutamate dan 22% air beserta  natrium. Monosodium  glutamate tergolong  ke  dalam  asam  amino  non esensial,    yang  berarti  bila  tidak  ada asupan glutamate dari  luar  maka  tubuh dapat  menghasilkannya  sendiri  untuk mencukupi kebutuhannya. [2] Penelitian  mengenai  efek  MSG terhadap  otak  pertama  kali  dilakukan  di tahun  1978  yang  menunjukkan  adanya lesi  pada  otak  mencit  dan  disertai kematian neuron. [3,4] Penelitian di Indonesia  yang  dilakukan  tahun  2012, menunjukkan  adanya  degenerasi  pada neuron. [5] Sementara  penelitian  di  tahun 2012  lainnya  juga  menunjukkan  adanya efektivitas antioksidan yang dapat menekan efek-efek negatif akibat penggunaan MSG. [6] Monosodium glutamate telah
menjadi  pilihan  penyedap  rasa  karena dapat membangkitkan cita rasa makanan ( flavour  enhancer )  dan  sudah  digunakan sejak  ratusan  tahun  lalu. [7] Walau  MSG sudah ditemukan lebih dari seratus tahun yang  lalu,    namun  penggunaannya  di Indonesia baru dimulai sejak tahun 1960- an. [8] Food and Drug Administration (FDA) mengelompokkan MSG sebagai generally recognized  as  safe (GRAS),    sehingga aturan  khusus  tidak  dibutuhkan  dalam penggunaannya. [9] Lain  halnya  dengan World  Health  Organization (WHO)  dan Food  Agriculture  Organization (FAO) yang menetapkan batas aman penggunaan MSG,  yaitu kurang dari  120 mg/kgBB/hari. [10] Monosodium glutamate akan
masuk  ke  dalam  tubuh  sebagai  bentuk glutamate ,  yang  merupakan  salah  satu radikal bebas yang dapat mengakibatkan terjadinya  stres  oksidatif  yang  pada akhirnya  memicu  nekrosis  neuron  otak. Nekrosis  neuron  terlihat  dari  adanya  inti yang menyusut (piknotik), padat, batasnya  tidak  teratur,  dan  gelap  jika dilakukan pengecatan dengan hematoksilin eosin (HE). [11] Nekrosis  neuron  terjadi  melalui melakisme depolarisasi neurotoksik glutamate atau  yang  dikenal  sebagai excitotoxicity . Hipotesis tentang kematian sel  tersebut  disebut  dengan  “ Excitotoxic Hypothesis  of  Neuronal  Death ”.  Ion kalsium  dan N-methyl-D-aspartic  acid receptor (NMDAR)  adalah  komponen terpenting dalam mekanisme excitotoxicity . [12]
Antioksidan berguna untuk menetralkan  radikal  bebas.  Salah  satu sumber  antioksidan  yang  mudah  ditemui adalah lengkuas. Lengkuas mengandung dua  senyawa  penting,  yaitu Acetoxy chavicol  acetat (ACA)  yang  berperan mengaktivasi caspase 3 untuk melaksanakan  fungsi  apoptosis  dan flavonoid yang bersifat sebagai antioksidan kuat. [13] Selama ini, masyarakat  hanya  mengetahui  manfaat lengkuas  di  bidang  pangan.  Sehingga penelitian ini diharapkan mampu memberikan informasi kepada masyarakat  mengenai  efek  antioksidan pada  lengkuas  yang  mampu  menekan efek radikal bebas dari MSG.

## 2.  METODE

## 2.1 Desain Penelitian
Penelitian  ini  dilaksanakan  di
Laboratorium  Patologi  Anatomi  Fakultas Kedokteran  Universitas  Lampung  pada bulan  Oktober  sampai  November  2017. Penelitian ini merupakan penelitian eksperimental  laboratorik,  yaitu  untuk mempelajari  suatu  fenomena  dalam korelasi sebab-akibat, dengan cara memberikan suatu perlakuan pada subjek penelitian kemudian melihat dan mempelajari efek dari perlakuan tersebut. Penelitian  ini  menggunakan  desain Post Test Only Control Group Design.

## 2.2 Prosedur Penelitian
Sebanyak  30  ekor  mencit  ( Mus musculus L)  jantan  galur Deutschland- Denken-Yoken (ddY)  berumur  2,5 –  3 bulan  dipilih  secara  acak  dan  dibagi menjadi  5  kelompok.  K(-)  merupakan kelompok kontrol negatif yang tidak diberi perlakuan, K(+) merupakan kontrol positif yang diberi MSG 4mg/grBB yang dilarutkan dalam 0,5 ml NaCl 0,9% secara intraperitoneal  selama  14  hari,  P1  diberi MSG 4mg/grBB yang dilarutkan dalam 0,5 ml  NaCl  0,9%  secara  intraperitoneal selama  14  hari  lalu  diberi  ekstrak lengkuas  sebanyak  14  mg/20gr  BB  yang dilarutkan  dalam  0,5  ml  aquades  secara oral  selama  7  hari,  P2  diberi  MSG 4mg/grBB  yang  dilarutkan  dalam  0,5  ml NaCl 0,9% secara intraperitoneal selama 14  hari  lalu  diberi  ekstrak  lengkuas sebanyak 28 mg/20gr BB yang dilarutkan dalam 0,5 ml aquades secara oral selama 7 hari, dan P3 diberi MSG 4mg/grBB yang dilarutkan dalam 0,5 ml NaCl 0,9% secara intraperitoneal  selama  14  hari  lalu  diberi ekstrak  lengkuas  sebanyak  56  mg/20gr BB yang dilarutkan dalam 0,5 ml aquades secara oral selama 7 hari.
Gambaran derajat nekrosis neuron dilihat  melalui  pengamatan  mikroskopis dengan  pewarnaan  Hematoxilin  Eosin. Pengamatan  dilakukan  menggunakan mikroskop  dengan  perbesaran  400  kali pada  seluruh  lapang  pandang.  Penilaian derajat  nekrosis  neuron  menggunakan skor  sebagai  berikut  0=tidak  ada  neuron yang  nekrosis;  1=terdapat  1-10  neuron yang nekrosis (sedang); 2=terdapat 11-20 neuron yang nekrosis (sedang);
3=terdapat  >20  neuron  yang  nekrosis (berat).
Analisis  data  menggunakan  uji
Shapiro-Wilk untuk  uji  normalitas  data. Apabila  sebaran  data  normal,  maka digunakan uji One Way ANOVA .  Apabila sebaran data tidak normal, maka digunakan  uji Mann  Whitney. Uji  statistik dilakukan  dengan  derajat  kepercayaan 95% dengan α=0,05. Hasil uji dinyatakan bermakna  apabila p-value <  0,05. Penelitian  ini  telah  lolos  kaji  etik  oleh Komisi Etik Penelitian Kesehatan Fakultas Kedokteran Universitas Lampung dengan nomor 4459/UN26/8/DL/2017.
A B C D E
Gambar 2. Gambaran Histopatologis Otak Mencit Kontrol Negatif (A); Otak Mencit Kontrol Positif (B); Otak Mencit Perlakuan 1 (C); Otak Mencit Perlakuan 2 (D); Otak Mencit Perlakuan 3 (E).

## 3.  HASIL PENELITIAN
Pemberian ekstrak rimpang lengkuas dengan dosis bertingkat menunjukkan adanya penurunan jumlah rata-rata  nekrosis  neuron.  Rata-rata derajat nekrosis neuron secara beurutan yaitu  pada  kelompok  kontrol  positif sebesar  3,8;  kelompok  perlakuan  3 sebesar  4,8;  kelompok  perlakuan  2 sebesar  5;  kelompok  perlakuan  1 sebesar 5,2; dan kelompok kontrol positif sebesar  5,4.  Grafik  rerata  perhitungan jumlah  nekrosis  neuron  tersaji  pada Gambar 1.
Gambar 1. Grafik Rerata Jumlah Nekrosis Neuron Dari identifikasi preparat histopatologi otak mencit, ditemukan adanya  gliosis  dan  nekrosis.  Selain itu, neuron dan neuroglia (khususnya oligodendrosit)  normal  juga  masih banyak ditemukan. Uji normalitas dilakukan dengan uji Shapiro-Wilk dikarenakan jumlah data kurang dari 50. Hasil uji normalitas didapatkan nilai p-value > 0,05  pada  masing-masing  kelompok yang artinya data berdistribusi normal yang tersaji pada Tabel 1. Selanjutnya dilakukan uji homogenitas levene’s dan menunjukkan p-value =  0,999  yang artinya  tidak  ada  perbedaan  varian antara  kelompok  data  sehingga memenuhi syarat untuk dilakukan uji One Way ANOVA.
Dari hasil uji One Way ANOVA didapatkan p-value =  0,105  ( p-value >0,05)  yang  artinya  tidak  terdapat perbedaan  rata-rata  jumlah  nekrosis neuron yang bermakna pada masing- masing  kelompok  perlakuan.  Oleh karena itu, tidak dapat dilanjutkan uji
Post Hoc untuk mengetahui perbedaan masing-masing kelompok tersebut. Tabel 1. Uji Normalitas Data dengan Shapiro-Wilk Kelompok Perlakuan p-value Keterangan Kontrol Negatif 0,814 Data Normal Kontrol Positif 0,814 Data Normal P 1 0,814 Data Normal P 2 0,814 Data Normal P 3 0,119 Data Normal 4.  PEMBAHASAN Diantara lima kelompok perlakuan,  kelompok  kontrol  positif memiliki  jumlah  rata-rata  nekrosis neuron  terbesar,  yaitu  sebesar  5,4. Nekrosis  yang  terjadi  pada  neuron terjadi setelah induksi MSG. Depolarisasi membran neuron karena  terjadinya  keadaan  hipoksia menyebabkan influks masif glutamate melalui N-methyl-D- aspartate  receptor (NMDAR)  dan α-
amino-3-hydroxy-5-methyl-4- isoxazolepropionic acid (AMPA)
receptor .    Karena  kedua  reseptor tersebut  sangat  permeabel  terhadap ion Ca 2+ , maka selanjutnya terjadinya influks  masif  ion  Ca 2+ ke  dalam neuron. [14]
Ion  Ca 2+ akan  mengaktifkan enzim-enzim  katabolik  (protease, phopholipase,  endonuclease)  dan menginduksi sintesa free radical nitric
0 2 4 6 K(-) K(+) P1 P2 P3 Ra ta -ra ta Ju m lah Ne k ro sis Ne u ro n Kelompok Perlakuan
oxide (NO).    Enzim-enzim  katabolik bersama  dengan free  radical NO
akan merusak struktur protein,
membran  lipid,    asam  nukleat,    dan konten  selular  lainnya  yang  berakhir dengan nekrosis neuron. [14] Adanya  nekrosis  neuron  pada kelompok  kontrol  negatif  (tanpa pemberian  MSG)  dapat  disebabkan karena  adanya  faktor  stres  yang berkaitan dengan perlakuan fisik saat pemberian MSG secara intraperitoneal, saat menimbang hewan coba untuk mengetahui berat badannya,  mengangkat hewan  coba saat  akan  diinduksi  MSG,  dan interaksi dengan mencit lain di dalam satu kandang terdapat enam mencit.
Ketidakbermaknaan
hasil penelitian dapat terjadi karena belum banyak  ditemukan  neuron  yang mengalami nekrosis. Perlunya waktu yang cukup lama untuk mendapatkan gambaran nekrosis pada neuron otak mencit dikarenakan sulitnya glutamat menembus  sawar  darah  otak  untuk mencapai  parenkim  otak.    Sawar darah  otak  adalah  suatu  membran yang  memisahkan  sirkulasi  darah dari  cairan  ekstraseluler  otak  dalam sistem  saraf  pusat  (SSP). [15] Sawar darah otak berfungsi melindungi otak dari substansi yang membahayakan.
Sawar darah otak memiliki beberapa pertahanan agar tidak mudah ditembus. [16]
Sawar  darah  otak  terdiri  dari sel-sel endotel yang tersusun sangat rapat di kapiler otak.  Kerapatan pada sel-sel  endotel  sawar  darah  otak didukung oleh adanya Tight Junction (TJ)  yang  terdiri  atas  beberapa protein,  yaitu claudin-5 (CLN-5), occludin ,  dan Zonula  occludens-1 (ZO-1). [17] Tight Junction merupakan pertahanan  pertama  yang  dimiliki oleh sawar darah otak.  Nantinya TJ akan  menghambat  gerakan  seluruh molekul, kecuali molekul yang mampu melewati membran  sel dengan  kelarutannya  dalam  lemak (contohnya oksigen, karbon dioksida,
etanol,  dan  hormon-hormon  steroid) dan  yang  dapat  melewati  sistem transpor spesifik (contohnya glukosa dan asam amino). [16]
Pertahanan kedua yang dimiliki oleh sawar darah otak adalah astrosit yang  mengelilingi  sawar  darah  otak atau  yang  biasa  disebut astrocytic- end-feet .  Astrosit bertanggung jawab dalam  proses  transportasi  ion  dari otak ke dalam darah. Astrosit-astrosit yang  mengelilingi  sawar  darah  otak dihubungkan  oleh  perisit.    Perisit adalah sel fagosit yang bertanggung jawab dalam mempertahankan
homeostasis darah dan otak. [16]
Diperkirakan  rupturnya  sawar darah  otak  terjadi  karena  hipoksia yang  mengakibatkan  kerusakan  sel- sel endotel dan berkurangnya jumlah protein  yang  menyokong  TJ. [15,17]
Selain  itu,  hipoksia  akan  memicu terbentuknya  daerah  iskemik  di sawar  darah  otak  yang  nantinya daerah  tersebut  akan  menghasilkan Reactive Oxygen Species (ROS) dan bersiap  untuk  memasuki  parenkim otak. Reactive Oxygen Species yang berlebihan akan mengakibatkan stres oksidatif. [14.18]
Setelah  terjadinya  ruptur  pada BBB,    maka  akan  terjadi  infiltrasi leukosit  menuju  parenkim  otak. Leukosit  yang  masuk  ke  parenkim otak juga turut serta membawa ROS yang  telah  dihasilkan  sebelumnya. Reactive  Oxygen  Species akan langsung  menempel  pada  neuron otak  lalu  menyebabkan  kerusakan sel,  kerusakan  pada  pengaturan protein, pengaturan lipid, mitokondria dan  DNA  yang  pada  akhirnya mengakibatkan kematian neuron melalui  rangkaian  reaksi  peroksidasi lipid. [17,18]
Tetapi pada penelitian ini telah terjadi  kerusakan  otak  dini  yang ditandai  dengan  defisit  neurologis pada mencit. Defisit neurologis pada mencit terlihat  dari  hasil  positif  pada
uji gait yang terlihat pada gambar 3.
Gambar 3. Defisit Neurologis pada Mencit
Pada  penelitian  ini,  ekstrak  etanol rimpang lengkuas digunakan sebagai sumber  antioksidan.    Antioksidan penting  yang  terkandung  dalam lengkuas  antara  lain  flavonoid  dan melatonin.    Nantinya  flavonoid  akan menetralkan  ROS  dengan  cara mendonorkan  satu  ion  hidrogennya.
Sementara melatonin akan mengurangi  respon  inflamasi  dan menurunkan  permeabilitas  vaskuler (termasuk sawar darah otak). [19.20]
Akan  tetapi  flavonoid  tidak langsung  menetralkan  ROS  yang berada  di  sekitar  neuron-neuron, melainkan  menetralkan  di  BBB terlebih  dahulu. [19] Ketidakefektifan pemberian  ekstrak  lengkuas  dapat terjadi  karena  kurangnya  dosis  dan lama waktu pemberiannya.

## 5.  SIMPULAN
Tidak  terdapat  pengaruh  pemberian ekstrak  etanol  rimpang  lengkuas ( Alpinia galanga ) terhadap gambaran histopatologi otak mencit ( Mus musculus L) yang diinduksi Monosodium glutamate (MSG).

## 6.  SARAN
Saran  yang  dapat  diberikan  adalah bagi peneliti lain untuk dapat melakukan  penelitian  lebih  lanjut dengan dosis MSG yang lebih besar dan  dalam  jangka  waktu  yang  lebih lama  dan  bagi  masyarakat  untuk dapat  melakukan  pengembangan
dan pemanfaatan ekstrak lengkuas.

## Daftar Pustaka
1. “International  glutamate  informa on service .“ International Glutamate  Informa  on  Service (IGIS) .  2014.  15  Maret  2017.  < http://www.glutamate.org/> 2.  Rezkina E, Agustin CA, penyunting. Metabolisme zat gizi edisi 2 . Jakarta: EGC, 2011.
3.  Takasaki  Y. Studies  on  brain lesions  after  administration  of monosodium L-glutamate to mice . Toxicology. 1978;9(4):107- 18. 4.  Hutsarova V, Daniela O. Monosodium  glutamate  toxic effects  and their  implications  for human  intake:  a  review .  JMED Research. 2013;13:1-12. 5.  Aziztama R. Pengaruh pemberian  vitamin  C  terhadap gambaran  histologi  otak  mencit jantan  dewasa  (Mus  musculus L.)  yang  diinduksi  monosodium glutamate (MSG) . Skripsi. Bandar Lampung: Fakultas Kedokteran Universitas Lampung. 2012 6.  Kanti ELA. Pengaruh pemberian vitamin  C  terhadap  gambaran histologi  hepar  mencit  jantan dewasa (Mus musculus L.) yang diinduksi monosodium glutamate
(MSG) . Skripsi. Bandar
Lampung:  Fakultas  Kedokteran Universitas Lampung. 2012. 7.  Sano  C. History  of  glutamate production .  Am  J  Clin  Nutr. 2009:7285-325.
8.  Iswara  I. Efek  toksik  konsumsi monosodium  glutamate .  Juke Unila. 2016;5(3):100-4.
9. “Questions  and  answers  on monosodium  glutamate  (MSG). ” Food  and  Drug  Association (FDA) .  2012.  14  Maret  2017. < http://www.fda.gov/food> 10.  Dayono B, Trianto FH, Ilmiawan MI. Histologi sel piramidal hipokampus  tikus  putih  pasca penghentian pajanan Monosodium  glutamat peroral. Jurnal Vokasi Kesehatan. 2015;1(4):124-30. 11.  Simon H, Muhartomo H, Pudjonarko D. Pengaruh pemberian monosodium glutamate peroral terhadap degenerasi  neuron  piramidal CA1  hipokampus  pada  tikus wistar . Med Hosp. 2013;1(3):175-81. 12.  Rama R, Garcia JC. Excitotoxicity and oxidative stress  in  acute  stroke.  Ischemic
Stroke  Updates .  New  York:
InTech, 2016.
13. Andriana, Fatmawati D. Biomedical Science: Proceedings  of  The  Scientific Annual Meeting on 5-6 Mei 2016. Semarang.  Indonesia:  FOKI,
2016. 14.  Ezza  HSA,  Khadrawyb  YA.
Glutamate excitotoxicity and neurodegeneration . J Mol Genet Med. 2014;8(4): 1-4. 15.  Vazana  U,  Veksler  R,  Pell  GS,
Prager O, Fassler M, Chassidim
Y, et  al . Glutamate  mediated blood  brain  barrier  opening: implications  for  neuroprotection and drug delivery . The Journal of Neuroscience. 2016;36(29): 7727-39.
16.  Ulfa  ASY,  Mahadewa  TGB . Sawar  darah  otak .  E-  jurnal
Medika  Udayana.  2013;2(9):  1- 21. 17.  Michigana S, Koyama Y. Protection  of  the  blood  brain barrier as a theurapeutic strategy for  brain  damage .  Biol  Pharm Bull. 2017;40: 569-75. 18.  Berawi  KN,  Agverianti  A. Efek aktivitas fisik pada proses pembentukan radikal bebas sebagai faktor risiko aterosklerosis . Juke Unila. 2017;6(2): 85-90. 19.  Lalkovicova  M,  Danielisova  V. Neuroprotection and antioxidants. Neural Regen Res .
2016;11(6): 865-74. 20.  Reiter  RJ,  Mayo  JC,  Tan  DX,
Sainz  RM,  Jimenez  MA,  Qin  L. Melatonin  as  an  antioxidant:
under promises but over delivers . J Pineal Res. 2016;61(3): 253-78.