## DOI: 10.30644/rik.v8i2.377
Potensi  ekstrak  Solanum  betaceum  terhadap  peningkatan  sel  spermatogenik  pada mencit (Mus musculus) yang dipapar timbal asetat
Nurul Fatimah Susanti 1 *, Reny I’tishom 2 , Siti Khaerunnisa 3
1 Magister Ilmu Kesehatan Reproduksi Fakultas Kedokteran Universitas Airlangga, 60286
2 Departemen Biologi Kedokteran Fakultas Kedokteran Universitas Airlangga
3 Departemen Biokimia Kedokteran Fakultas Kedokteran Universitas Airlangga *Email korespondensi: nurulfatimahsusanti@gmail.com
Accepted: 22 April 2020; revision: 06 Mei 2020; published: 30 Juni 2020
Abstrak
Latar  Belakang : Solanum  betaceum berpotensi  mencegah  efek  buruk  timbal  asetat  pada  saluran reproduksi  mencit  karena  dapat  mencegah  stres  oksidatif.  Tujuan  penelitian  adalah  membuktikan pengaruh  pemberian  ekstrak S.  betaceum terhadap  sel  spermatogenik  mencit  yang  terpapar  timbal asetat. Hipotesis dalam penelitian ini adalah terdapat pengaruh pemberian ekstrak S. betaceum pada peningkatan jumlah sel spermatogenik mencit ( Mus musculus ) yang dipapar timbal asetat. Metode :  Jenis  penelitian  dengan  laboratorium  eksperimental  murni  ( true  eksperimental ),  desain randomized  posttest  only  control  group design .  Total  sampel  berjumlah  40  ekor  dibagi  menjadi  5 kelompok. Sampel  yang  memenuhi  kriteria  inklusi  dan  eksklusi  akan  dipilih  dengan  teknik simple random  sampling .  Analisis  data  dengan  uji  statistik one-way ANOVA  dengan  nilai  signifikansi  yang digunakan adalah nilai p<0,05.
Hasil :  Penelitian  ini  menunjukkan  rerata±standar  deviasi  sel  spermatogenik  pada  kelompok P3.2107.88±78.70.
Kesimpulan : Pemberian ekstrak S. betaceum meningkatkan jumlah sel spermatogenik pada  mencit ( Mus musculus ) yang dipapar timbal asetat.
Kata kunci: sel spermatogenik , Solanum betaceum , timbal asetat

## Abstract
Background: Flavanoids  are  antioxidants  can  prevent  the  negative  effects  caused  by  lead.  The flavonoids  contained  in  the S.  betaceum extract  have  the  potential  to  prevent  the  adverse  effects  of lead  on  the  reproductive  tract  of  rats  because  it  can  prevent  oxidative  stress.  The  purpose  of  this study was to prove the effect of S. betaceum extract on spermatogenic cells of mice exposed to lead acetate.  The  hypothesis  in  this  study  is  that  there  is  an  effect  of  the  administration  of S.  betaceum extract to an increase in the number of spermatogenic cells of mice ( Mus musculus ) exposed to lead Method: this  type  of  research  was  a  true  experimental  laboratory  (true  experimental),  the  research design uses a randomized posttest only control group design approach. The total sample of 40 mice was divided into 5 groups. Samples that meet the inclusion and exclusion criteria will be selected by simple random sampling technique. Data analysis using ANOVA one-way statistical test is used. The significance value used is the value of p <0.05 Results: The  mean  ±  standard  deviation  of  the  highest  cell  spermatogenic  was  highest 2107.88±78.70.
Conclusion: The  administration  of S.  betaceum extract  can  increase  the  number  of  spermatogenic cells of mice ( M. musculus ) which are exposed to lead acetat.
Key words: lead acetat, Solanum betaceum, spermatogenic cells

## PENDAHULUAN
Logam  berat  dapat  menimbulkan toksisitas  yang  cukup  serius,  salah satunya adalah Plumbun (Pb) atau timbal. Timbal  bersifat  toksik  dan  mudah  terurai dalam  air.  Timbal  juga  banyak  digunakan sebagai bahan campuran pembuatan pipa air,  alat-alat  rumah  tangga,  cat  dan mainan  anak,  gas  buangan  kendaraan bermotor  maupun  limbah  pabrik  pun mengandung  timbal 1 .  Proses  eliminasi timbal yang lambat mengakibatkan akumulasi  timbal  yang  semakin  banyak 2 . Institute for Health Metrics and Evaluation (IHME)  memperkirakan  paparan  timbal mengakibatkan  1,06  juta  kematian 3 .  Efek toksik  timbal  mengakibatkan  gangguan pada motilitas spermatozoa dan peningkatan persentase spermatozoa dengan  morfologi  abnormal,  kerusakan DNA  dan  kerusakan  struktur  kromatin. Secara  keseluruhan,  paparan  timbal  tidak hanya  menunjukkan  efek  buruk  pada parameter  fisiologis  spermatozoa,  tetapi juga merusak struktur dan integritas DNA. Efek  ini  dapat  menyebabkan  penurunan kesuburan pria secara signifikan 4 .
Salah satu jenis timbal adalah timbal asetat.  Timbal  asetat  dapat  berpengaruh pada  proses  spermatogenesis.  Timbal asetat meningkatkan pembentukan reactive  oxygen  species (ROS)  sehingga mengganggu  keseimbangan  oksidan  dan antioksidan  yang  mengakibatkan  stres oksidatif.  Stres  oksidatif  mengakibatkan kerusakan membran sel, kerusakan asam nukleat  dan  menghambat  DNA repair 5 . Akibatnya  proses  spermatogenesis  akan terganggu dan menurunkan kualitas spermatozoa. Pada mencit proses spermatogenesis dapat dievaluasi dengan memeriksa  jumlah  sel  spermatogenik. Antioksidan dapat meningkatkan sel spermatogenik.  Salah  satu  buah  yang mengandung antioksidan adalah S. betaceum .
S.  betaceum adalah  tanaman  perdu dari famili Solanaceae . Antioksidan terkandung  dalam  ekstrak. S.  betaceum dapat
mencegah perkembangan aterosklerosis  akibat  stres  oksidatif  yang terjadi 6 .  Hasil  analisis  skrining  fenolik bahwa  ekstrak S.  betaceum mengandung senyawa  fenol,  flavonoid,  dan  karotenoid
yang  memiliki  kontribusi  dalam  aktivitas antioksidan 7 . Flavonoid sebagai salah satu kelompok senyawa fenolik dapat berperan sebagai  antioksidan.  Antioksidan  mampu mendonasikan atom hidrogen atau melalui kemampuannya mengkelat logam, mencegah  terbentuknya  ROS  dengan mencegah reaksi redoks yang menghasilkan oksidan baru dan melindungi  antioksidan  lipofilik  sehingga dapat  menguatkan  antioksidan  seluler 8 . Salah  satu  tanaman  yang  tinggi  flavonoid adalah S. betaceum .
Secara  umum  tujuan  penelitian  ini adalah untuk menganalisis potensi pemberian  ekstrak S.  betaceum terhadap peningkatan  jumlah  sel  spermatogenik mencit ( M. musculus ) yang dipapar timbal asetat.  Dosis  ekstrak S.  betaceum sebanyak 100 mg / kgBB, 200 mg / kgBB dan 400 mg/kgBB selama 35 hari.

## METODE
Penelitian  ini  adalah  penelitian true experimental dengan pendekatan randomized  posttest  only  control  group design .  Variabel  bebas  dalam  penelitian ini  adalah  dosis  pemberian  ekstrak S. betaceum . Variabel terikat dalam penelitian ini adalah jumlah sel spermatogenik mencit yang dipapar timbal asetat.
Total sampel keseluruhan berjumlah 40  ekor  mencit.  Terbagi  dalam  5 kelompok.  Kelompok  K-  adalah  kelompok kontrol,  kelompok  K+  adalah  kelompok dengan  pemberian  timbal  asetat  75 mg/KgBB,  kelompok  P1  adalah  kelompok perlakuan dengan pemberian timbal asetat 75 mg/KgBB+ ekstrak S. betaceum 100 mg/gBB, kelompok P2 adalah kelompok  perlakuan  dengan  pemberian timbal  asetat  75  mg/KgBB  +  ekstrak S. betaceum 200  mg/KgBB,  dan  kelompok P3  adalah  kelompok  perlakuan  dengan pemberian  timbal  asetat  75  mg/KgBB  + ekstrak S. betaceum 400 mg/gBB. Sampel yang  memenuhi  kriteria  inklusi  dan eksklusi  dipilih  dengan  teknik simple random sampling .
Penelitian  dilakukan  dari  bulan Desember  2019  hingga  Maret  2020. Lokasi  penelitian  berada  di  laboratorium
hewan coba biokimia Fakultas Kedokteran Universitas  Airlangga  dan  laboratorium biomedik Fakultas Kedokteran Universitas
Airlangga. Analisis data kemudian
dilanjutkan  dengan  uji  statistik one-way
ANOVA. Nilai signifikansi yang digunakan adalah nilai p <0,05.

## Tabel 1. Hasil analisis jumlah sel spermatogenik
Kelompok Rerata±Simpang baku (sel) Normalitas Homogenitas Nilai p K- 2010.25±154.71 0.728 0.124 0.000* K+ 1684.13±130.50 0.188 P1 1971.63±288.57 0.272 P2 1794.50±176.05 0.660 P3 2107.88±78.70 0.853

## HASIL
Ada  tiga  sel  yang  termasuk  sel spermatogenik dan diteliti dalam penelitian ini yaitu jumlah sel
spermatogonium,  sel  spermatosit  dan  sel spermatid.  Jumlah  sel  spermatogenik merupakan jumlah total sel spermatogenium,  sel  spermatosit  dan spermatid  pada  5  lapangan  pandang histologi  tubulus  seminiferus  kanan  dan kiri kemudian di jumlah.
Tabel  1  menunjukkan  bahwa  rerata jumlah  sel  spermatogenik  kelompok  K+ mengalami penurunan dibandingkan dengan  kelompok  K-.  Jika  dibandingkan kelompok  K+  dengan  kelompok  P1,  P2 dan P3, jumlah sel spermatogenik mengalami  kenaikan.  Diantara  kelompok P1,  P2,  P3,  kelompok  P3  mengalami kenaikan  paling  besar  jika  dibandingkan dengan K+.
Uji normalitas data menggunakan uji Saphiro Wilk dan uji homogenitas menggunakan uji Levene test . Berdasarkan  hasil  uji one-way Anova dapat  disimpulkan  bahwa  pemberian  ada pengaruh pemberian ekstrak S. betaceum pada peningkatan jumlah sel spermatogenik mencit ( M. musculus ) yang dipapar timbal asetat.
Tabel 2. Hasil uji Post hoc LSD
Kelompok K- K+ P1 P2 K- - - - - K+ 0.001* - - - P1 0.670  0.003* - - P2 0.022*  0.227 0.057 - P3 0.285  0.000* 0.138 0.001*
Superskrip  menunjukkan  adanya  perbedaan  yang bermakna
Hasil  uji  LSD  menunjukkan  adanya perbedaan  bermakna  pada  jumlah  sel spermatogenik  antara  kelompok  kontrol negatif dengan kelompok kontrol positif.

## PEMBAHASAN
Spermatogenesis adalah proses menghasilkan  spermatozoa  yang  matur. Proses  ini  berlangsung  di  dinding  tubulus seminiferus. Sel spermatogonia terdiferensiasi  dan  menghasilkan  sel spermatosit  kemudian  bermiosis  menjadi sel  spermatid  yang  selanjutnya  akan dilepas ke dalam lumen tubulus seminiferus.  Selain  sel  spermatogenik, pada  basal  lamina  juga  terdapat  sel Sertoli  yang  berperan  dalam  proses spermatogenesis dan pada jaringan intertestial terdapat sel Leydig 9 .
Berdasarkan hasil analisis data yang dilakukan pada penelitian ini menunjukkan rerata  jumlah  sel  spermatogenik  antara kelompok  kontrol  negatif  dan  kelompok kontrol  positif  terdapat  penurunan  rerata. Hal  ini  menujukkan  bahwa  timbal  asetat dapat menurunkan jumlah sel spermatogenik. Timbal asetat dapat dapat berpengaruh pada proses
spermatogenesis.  Hal  ini  disebabkan karena timbal asetat pada tingkat testikuler  mengakibatkan  stres  oksidatif karena timbal asetat meningkatkan pembentukan reactive  oxygen  species
(ROS) termasuk hidrogen peroksida sehingga mengganggu keseimbangan oksidan  dan  antioksidan  mengakibatkan terjadinya  stres  oksidatif.  Timbal  asetat secara  langsung  dapat  menghambat enzim  δ-ALAD.  Apabila  enzim  δ-ALAD terhambat maka mengakibatkan akumulasi ALA ( Aminolevulinic Acid ), ALA
ini  mudah  teroksidasi  menjadi  radikal bebas  seperti  hidrogen  peroksida  (H 2 O 2 ) dan  anion  superoksida  (O 2 - ).  Anion superoksida(O 2 - )  adalah  salah  satu  jenis ROS  yang  sangat  reaktif.  Akumulasi  ALA yang  mudah  teroksidasi  mengakibatkan terjadinya ketidakseimbangan antara antioksidan  dan  oksidan.  Paparan  ROS yang  terjadi  terus  menerus  juga  akan memicu mekanisme apoptosis 10 .
Apoptosis  merupakan  kematian  sel terprogram  dan  fisiologis.  Bahan  toksik dapat mengganggu
proses spermatogenesis  dengan  merusak blood testis  barrier (BTB)  dan  pembuluh  darah endotel melalui inisiasi terjadinya inflamasi pada testis sehingga menyebabkan apoptosis.  Selain  itu,  terjadi  penurunan antioksidan  endogen  seperti,  katalase (CAT),  glutation  perioksida  (GPx)  dan glutation (GSH) 5 . Stres oksidatif mengakibatkan  kerusak  membran  sel, kerusakan asam nukleat
dan menghambat DNA repair 5 .
Selain mengakibatkan
stres oksidatif, timbal
asetat
juga mengakibatkan  penurunan  hormon  yang mengganggu spermatogenesis pada testis. Penurunan FSH berpengaruh pada penurunan  hormon  testosteron  yang mengakibatkan  proliferasi  sel  germinal terganggu sehingga mengakibatkan jumlah sel spermatogenik menurun. Paparan  timbal  asetat  dengan  dosis  20 mg/KgBB  yang  diberikan  selama  35  hari mengakibatkan penurunan sel spermatosit dan  sel  spermatid 11 .  Paparan  timbal asetat  dengan  dosis  1.5  g/L  yang diberikan  selama  8  minggu  menurunkan sel  spermatogenik  dibandingkan  dengan kelompok kontrol 12 .
Hasil  uji  statistik  penelitian  ini  juga menunjukkan bahwa terdapat peningkatan yang  signifikan  jumlah  sel  spermatogenik pada kelompok perlakuan P1 dan P3 yang diberikan  paparan  timbal  asetat  dengan kelompok  kontrol  positif  (K+).  Jika  dilihat dari  rerata  jumlah  sel  spermatogenik antara  kelompok  kontrol  positif  dan kelompok  perlakuan  P1,  P2  dan  P3 terdapat  peningkatan  rerata.  Ekstrak S. betaceum dapat meredam dampak radikal bebas dan menurunkan kadar MDA 13 .
S.  betaceum merupakan  buah  yang mengandung flavonoid, tannin dan terpenoid yang berfungsi sebagai antioksidan. Flavonoid merupakan senyawa yang berperan sebagai antioksidan. Antioksidan
memiliki mekanisme  sebagai scavanger spesies reaktif  yang  akan  mentransfer  atom  H + , mencegah  terbentuknya  ROS  ( reactive oxygen species ) dengan mencegah reaksi redoks dan melindungi antioksidan lipofilik sehingga  dapat  menguatkan  antioksidan seluler didalam tubuh 12 .
Antioksidan dapat mencegah terjadinya stres oksidatif dengan beberapa mekanisme diantaranya mengurangi
konsentrasi oksidan, mencegah pembentukan singlet oksigen yang reaktif, menangkap  radikal  primer,  memutus rantai  hidroperoksida  dan  melakukan dekomposisi produk-produk primer radikal menjadi non radikal. Kandungan flavanoid dalam S.  betaceum bersifat  sebagai penangkal  radikal  bebas.  Konfigurasi rantai hidroksil flavonoid berfungsi menangkap  ion  ROS. S.  betaceum berpotensi  sebagai  anti  oksidan  alami untuk  menghadapi  produksi  ROS  yang berlebih 6 .

## KESIMPULAN
Pemberian  ekstrak S.  betaceum dapat meningkatkan jumlah sel spermatogenik pada mencit ( M. musculus ) yang dipapar timbal asetat.

## DAFTAR PUSTAKA
1.   Gusnita  D.  Pencemaran  logam  berat timbal  (pb)  di  udara  dan  upaya penghapusan bensin bertimbal. Berita Dirgantara . 2012; 13(3) :95-101.
2.   Awadalla  NJ,  El-Helaly  M,  Gouida  M, Mandour  R,  Mansour  M.  Sperm chromatin  structure,  semen  quality and lead in blood and seminal fluid of infertile  men. International  Journal  of Occupational and Environmental Medicine . 2011; 2(1) :27-36.
3.   World  Health  Organization.  No  Title. Lead  poisoning  and  health  [internet]. https://www.who.int/en/news- room/fact-sheets/detail/lead- poisoning-and-health.Published 2019.
4.   Li  C,  Zhao  K,  Zhang  H,  et  al.  Lead exposure  reduces  sperm  quality  and
DNA  integrity  in  mice. Environmental Toxicology . 2018; 33(5) :594-602. doi:10.1002/tox.22545
5.   Ramu S  JR. No  Title.  In:  In  Carrell  D AK, ed. Methods in Molecular Biology . Totowa: Humana Press; 2013.
6.   Khaerunnisa S, Hidayati HB, Susanto J, Setiawati Y, Suhartati S. Atheroprotective  effect  of  Solanum betaceum on rat exposed to cigarette smoke. International Journal of Applied Pharmaceutics .
2019; 11(Special  Issue  5): 145-149. doi:10.22159/ijap.2019.v11s5.T1005
7.   Safitri  I,  Hidayati  HB,  Turchan  A, Suhartati,  Khaerunnisa  S.  Solanum betaceum improves cognitive function by  decreasing  N-Methyl-D-aspartate on Alzheimer rats model. International Journal  of  Applied  Pharmaceutics . 2019; 11(Special  Issue  5) :167-170. doi:10.22159/ijap.2019.v11s5.T1015
8. Diana  AN,  I’tishom  R,  Sudjarwo  SA.
Nigella sativa Extract Improves Seminiferous Tubule Epithelial Thickness  In  Lead  Acetate-Exposed Balb/C Mice. Folia Medica Indonesiana . 2017; 53(3) :180. doi:10.20473/fmi.v53i3.6444 9.   De  Rooij  DG.  The  nature  and dynamics  of  spermatogonial  stem cells. Development (Cambridge) .
2017; 144(17) :3022-3030. doi:10.1242/dev.146571 10.  Nurkarimah DA, Hestianah EP,
Wahjuni  RS,  Hariadi  M,  Kuncorojakti S,  Hermadi  HA.  Effect  of  Propolis  on Spermatogenic  Cells  Number  and Diameter  of  Seminiferous  Tubules  in Male  Mice  (Mus  musculus). KnE  Life Sciences . 2017; 3(6) :677. doi:10.18502/kls.v3i6.1197
11.  Widawati  T,  Sudjarwo  SA,  Hermadi HA.  Protective  Effect  of  Propolis Extract Against Lead Acetate Toxicity in  Mice  ( Mus  Musculus )  Testes. KnE
Life Sciences . 2017; 3(6) :557. doi:10.18502/kls.v3i6.1183
12.  Ramah A, EL-shwarby R, M.A. N, El- shewey  E.  The  effect  of  lead  toxicity on  male  albino  rats  reproduction  with ameliorate  by  vitamin  E and pumpkin seeds  oil. Benha  Veterinary  Medical Journal . 2015; 28(1) :43-52. doi:10.21608/bvmj.2015.32538
13.  Masbintoro  A,  Agustini  SM,  NS  TD.
Pengaruh Ekstrak Buah Terong Belanda ( Solanum Betaceum )
Sebagai  Antioksidan  Terhadap  Kadar Malondialdehida  Pada  Tikus  Putih ( Rattus  Novergicus )  Yang  Diinduksi CCL4. Saintika Medika . 2016; 12(1) :38.doi:10.22219/sm.v12i1. 5258