PERAN NIKOTIN DOSIS RENDAH TERHADAP PROFIL GULA DARAH, INSULIN DAN SEL BETA PANKREAS PADA MONYET EKOR PANJANG (Macaca fascicularis) OBES

The role of low dose nicotine on the profile of blood glucose, insulin and pancreatic β-cell of obese cynomolgus monkey (Macaca fascicularis) 

Chusnul Choliq¹, Dondin Sajuthi^1,2, Irma H Suparto^2,3, Dewi Apri Astuti^2,4, Retno Wulansari¹ 

¹ Departemen Klinik, Reproduksi dan Patologi Fakultas Kedokteran Hewan IPB

² Pusat Studi Satwa Primata Lembaga Penelitian Kepada Masyarakat IPB

³ Departemen Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam IPB

⁴ Departemen Ilmu Nutrisi dan Teknologi Pakan Fakultas Peternakan IPB

ABSTRAK

Penelitian tentang peranan nikotin dosis rendah terhadap profil glukosa darah, insulin dan sel- β pankreas pada monyet ekor panjang (MEP) obes belum pernah dilaporkan. Tujuan penelitian ini untuk mengetahui adanya respon perubahan kadar gula darah, insulin dan sel-β pankreas.  14 ekor MEP dewasa (umur 6-8 tahun) jantan dikategorikan berdasarkan indeks masa tubuh (IMT) ke dalam preobes (IMT=23,65-25) dan obes (IMT>=26.00) telah digunakan. Hewan dikelompokkan menjadi 4 grup, yaitu 5 ekor preobes dengan nikotin (pOb+), 5 ekor obes dengan nikotin (Ob+), 2 ekor preobes tanpa nikotin (pOb-) dan 2 ekor obes tanpa nikotin (Ob-). Grup nikotin diberikan diet tinggi energi yang dicampur nikotin cair dosis 0,5-0,75 mg/kgbb/hari dan grup lainnya diberikan diet komersial monkey chow sebagai kontrol.  Sampel darah diambil setiap bulan dari vena femoralis untuk dianalisis terhadap gula darah dan pada akhir penelitian hewan dinekropsi dan diambil organ pankreasnya. Sampel organ difiksasi dan diwarnai dengan pewarnaan imunohistokimia untuk mengetahui adanya sel-sel endokrin imunoreaktif terhadap insulin.  Hasil penelitian menunjukkan adanya penurunan glukosa darah yang nyata pada grup nikotin (P<0,05) dibandingkan dengan grup tanpa nikotin selama waktu penelitian. Distribusi pulau Langerhans diantara semua grup tidak ditemukan perbedaan yang nyata antara grup nikotin  maupun tanpa nikotin (P>0.05). Berdasarkan afinitas warna sitoplasma sel-β terhadap adanya granula insulin grup tanpa insulin memberikan warna yang lebih gelap tanpa diikuti penambahan jumlah sel-β dibandingkan grup insulin. Kesimpulan penelitian menunjukkan nikotin oral dosis rendah berperan positif menurunkan kadar gula darah dengan stimulasi sel-β dan memelihara produksi insulin pankreas.  

Kata kunci: nikotin, monyet ekor opanjang, hewan  model, obesitas, sel-β

ABSTRACT

Study on the role of low dose nicotine intervention and its effect on blood glucose and pancreatic islet of obese cynomolgus monkeys has never been reported.  The aims of the study were to evaluate the role of low dose nicotine on the profile of blood glucose, insulin level and  β-cell of pancreatic islets.  Fourteen adult (aged 6 – 8 years) males cynomolgus monkeys grouped based on their Body Mass Index (BMI) into preobese (BMI=23.65 – 25.00) and obese (BMI ≥ 26.00) were used. Animals were grouped into four groups subsequently preobese with nicotine (pOb+), obese with nicotine (Ob+), preobese without nicotine (pOb-) and obese without nicotine (Ob-). Nicotine groups fed with high fat diet mixed with nicotine dose 0.5 – 0.75mg/kg body weight/day for three months and others without nicotine fed monkey chow as control. Blood samples were collected every month for glucose and insulin analysis and at the end of study pancreas were collected after necropsy. Pancreas tissues were processed histologically and stained with immunohistochemistry against insulin serum to determine the immunoreactive endocrine cells. The results showed that blood glucose significantly decreased (P<0,05) in the nicotine group based on treatment duration compared to control group. Based on color intensity of granules cytoplasm of insulin producing cells or immunoreactive β-cells indicate that in non nicotine group were more reactive than those with nicotine group. As a conclusion, there was positive effect of low dose nicotine in maintaining the blood glucose level in normal range by stimulation of islet cells proliferation to maintain the production of insulin in the pancreatic islet.

Keywords: nicotine, cynomolgus monkey, obesity, β-cells

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Nikotin merupakan alkaloid toksik yang diekstrak dari daun kering tanaman tembakau (Nicotiana tobacum) (Karlsson dan Ahrén  1998) merupakan senyawa amin yang terdiri dari cincin piridin dan pirolidin. Jutaan orang di seluruh dunia terpapar melalui rokok dan juga melalui inhalasi insektisida. Nikotin dapat melalui barier darah otak (blood brain barrier) dan diedarkan keseluruh bagian otak sehingga dapat mengakibatkan ketergantungan yang cukup lama dan berdampak buruk pada perokok pasif (Warongan et al. 2010).

Konsumsi nikotin menyebabkan berbagai pengaruh negatif seperti gangguan kardiovaskular, saraf dan fungsi endokrin melalui efek pada sistem saraf pusat dan perifer (Benowitz 1988). Disamping itu tergantung dosis yang dikonsumsi nikotin juga meningkatkan kadar plasma dari adreno corticotropic hormone (ACTH), epinephrine dan[1]kortisol (Morgan et al.  2004). Menurut Yoshikawa et al.  (2005) konsumsi nikotin efektif melepaskan asetilkolin dari vesikel sinaptik dalam otak tikus. Pengikatan nikotin pada reseptor nicotinik presinaptik dari terminal saraf kolinergik berpengaruh terhadap meningkatnya pelepasan asetilkolin. Dampak pemberian nikotin pada reseptor nikotin asetilkolin (nAch) di sel-β pankreas, akan meningkatkan segregasi dan rekonstruksi inositol fosfolipid dan karena itu meningkatkan sensitivitas kalsium dalam sel (Hamaguchi et al. 2003).

Efek perifer dari nikotin asetilkolin merangsang reseptor di parasimpatis dan sympatho-adrenal sistem saraf (Arendash et al.  1995), Hal ini juga mempengaruhi hati melalui sekresi epinefrin yang menyebabkan peningkatan pelepasan glukosa dari hati ke aliran darah (Benowitz  1986), dan adanya asetilkolin agonis akan meningkatkan pelepasan epinefrin dan norepinefrin dari medula adrenal dan terjadinya pelepasan insulin dari pankreas (Iguchi 1986; Benowitz 1986).  Studi terakhir menurut Hossein (2011) menunjukkan adanya efek positif nikotin pada kadar serum insulin tikus Winstar, sehingga penting dipelajari pengaruhnya pada manusia yang mengalami hipoinsulinisme. Berdasarkan studi epidemiologi diprediksi jumlah pasien penderita diabetes di dunia akan meningkat mencapai 300 juta pada 2025 (Zimmet et al.  2001). Berdasarkan data tahun 2006, diperkirakan 2,1% penduduk di dunia menderita diabetes dan sekitar 60% berada di Asia. Penderita diabetes ini seringkali dikaitkan dengan kejadian obesitas. Menurut data World Health Organization (WHO) tahun 2005, dilaporkan terdapat 1,6 miliar orang dewasa (berumur lebih dari 15 tahun) menderita overweight dan sedikitnya 400 juta diantaranya tergolong obes. Proyeksi tahun 2015, diperkirakan terdapat 2,3 miliar orang dewasa yang memiliki berat badan berlebih dan sebanyak 700 juta diantaranya tergolong obes. Saat ini banyak masyarakat di negara berkembang, seperti Indonesia mengalami masalah obesitas dan diabetes.

Kejadian obesitas dan diabetes terus meningkat setiap tahun karena adanya perubahan pola makan yang mengandung tinggi karbohidrat, lemak, protein, dan penurunan aktivitas fisik dalam bentuk kerja dan mobilitas. Perubahan pola makan tersebut dalam jangka waktu lama disertai penurunan aktivitas fisik akan menimbulkan risiko terjadinya sindroma metabolik yang mengakibatkan obesitas. Efek yang ditimbulkan akibat obesitas dapat berhubungan dengan penurunan kualitas hidup dan sebagai faktor pemicu terjadinya berbagai penyakit, antara lain kardiovaskuler, diabetes melitus, dan hipertensi. Obesitas dan diabetes dapat disebabkan oleh beberapa faktor seperti genetik, gaya hidup,  lingkungan, psikologis, sosial dan budaya (Racette et al. 2003). Menurut penelitian Pribadi (2008), senyawa nikotin dapat digunakan sebagai obat alternatif untuk mengatasi sindroma metabolik yang disebabkan oleh konsumsi makanan tinggi karbohidrat, protein, dan lemak. Nikotin akan mempunyai efek positif bagi kesehatan apabila digunakan dalam dosis yang tepat dan aman dan menurut Warongan (2010) nikotin memiliki margin of savety atau batas pemakaian yang luas dan dapat menimbulkan toksisitas bila mencapai 60 mg/kg bobot badan.

Oleh karena itu melalui penelitian ini diharapkan dapat diketahui pengaruh pemberian nikotin dosis rendah (0,5-0,75 mg/kg bobot badan) terhadap profil glukosa darah, kadar insulin darah dan gambaran sel-sel penghasil hormon insulin (sel-β) yang imunoreaktif pada pulau Langerhans pankreas monyet ekor panjang (MEP) sebagai hewan model yang mengalami obesitas. MEP dimanfaatkan sebagai hewan percobaan karena memiliki banyak kemiripan dengan manusia dari segi anatomis dan fisiologis (Roth et al. 2004).

Tujuan Penelitian

            Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui peran pemberian nikotin dosis rendah secara oral terhadap kadar glukosa darah, insulin dan sel-β organ pankreas pada MEP dengan obesitas.

Hipotesis Penelitian

            Pemberian nikotin dosis rendah secara oral pada hewan model obes akan memperbaiki metabolisme glukosa dengan memperbaiki sel-β pankreas.

METODE PENELITIAN

Tempat dan Waktu

Penelitian ini merupakan penelitian bersama yang dibagi dalam dua tahap. Tahap pertama adalah pembentukan hewan laboratorium menjadi obes dengan pemberian pakan tinggi energi selama 12 bulan (Februari 2008 – Januari 2009). Tahap prekondisi sebelum perlakuan dilakukan selama satu bulan selama bulan Februari 2009. Tahap kedua, adalah perlakuan pemberian nikotin yang dilakukan selama tiga bulan (Maret – Juni 2009). Penelitian dilakukan di fasilitas hewan laboratorium satwa primata PT. IndoAnilab Taman Kencana Bogor, sedangkan analisis kimia darah dan histomorfologi dilakukan di Laboratorium Patologi Pusat Studi Satwa Primata dan Laboratorium Riset Anatomi Fakultas Kedokteran Hewan – Institut Pertanian Bogor.

 

Materi Penelitian

   Penelitian ini menggunakan 14 ekor monyet ekor panjang (M. fascicularis) jantan umur 6 – 8 tahun dengan berat badan awal antara 4 – 6 kg. Seluruh hewan percobaan dikelompokkan menurut indeks massa tubuh (IMT), yaitu preobes (IMT=23,65 – 25,00) dan obes (IMT≥ 26,00). Kelompok hewan yang memperoleh nikotin dosis rendah (0,50-0,75 mg/kg bb) selama tiga bulan, dikelompokan menjadi preobes (pOb+) dan obes (Ob+) masing-masing 5 ekor yang dikandangkan secara individu, serta memperoleh pakan lemak tinggi (4200 kalori).  Hewan kontrol preobes tanpa nikotin (pObes-) dan obes tanpa nikotin (Ob-) masing-masing 2 ekor diperoleh dari penangkaran dan mengalami obesitas secara alami dengan pakan bersumber dari monkey chow. Seluruh prosedur perlakuan yang melibatkan hewan model percobaan dilakukan berdasarkan peraturan yang telah ditetapkan oleh Animal Care and Use Committee (ACUC) yang merupakan Komisi Kesejahteraan dan Penggunaan Hewan Percobaan dari PT IndoAnilab dengan nomor protokol: 04–IA–ACUC–09, sedangkan untuk hewan kontrol mengikuti prosedur standar ACUC dalam penangkaran.

Metode Penelitian

Penelitian ini menggunakan rancangan acak lengkap (RAL) pola tersarang dengan waktu sebagai faktor dengan pengulangan dan Uji-t.  Kelompok hewan yang memperoleh nikotin, diambil data baseline dan setiap bulannya selama tiga bulan terhadap peubah gula darah.  Sebelum pengambilan darah, hewan dianestesi gengan Ketamin HCl dosis 10 mg/kg berat badan (bb) yang diinjeksikan intramuskular. Sampel darah diambil melalui pembuluh darah vena femoralis sebanyak 3 ml pada tabung venoject tanpa antikoagulan disentrifus, kemudian dianalisis kadar glukosa darah dan insulin. Kadar glukosa darah dianalisis dengan metode oksidasi enzimatik (glukosa oksidase) menggunakan kit glukosa nomor katalog 112191, sedangkan kadar insulin darah dianalisis dengan metode electrochemiluminescence immunoassay “ECLIA” menggunakan Elecsys  Cobas immunoassay analyzer.

Pada akhir penelitian hewan dinekropsi untuk pengambilan sampel jaringan. Hewan dianestesi dengan Ketamin HCl dosis 10 mg/kg bb yang diinjeksikan intramuskular, selanjutnya dieutanasi dengan Pentobarbital^® dosis 30 mg/kg bb secara intravena. Organ pankreas disampling untuk melihat perubahan gambaran histomorfologi akibat perlakuan nikotin tersebut. Sampel organ pankreas dicuci dengan NaCl fisiologis, selanjutnya difiksasi dalam larutan paraformaldehid 4% selama tiga hari dan disimpan dalam alkohol 70% sebagai stopping point sampai proses selanjutnya.

Sampel jaringan dengan ukuran sekitar 1 x 0,5 cm diproses menurut standar histologi dan jaringan didehidrasi dengan cara direndam dalam alkohol konsentrasi bertingkat mulai dari 70% sampai dengan 100%. Jaringan tersebut dijernihkan dalam silol dan ditanam (embedding) dalam parafin sehingga menjadi blok parafin. Blok parafin disayat menggunakan mikrotom dengan ketebalan 4-5 μm, lalu dilekatkan pada gelas obyek yang sudah dilapisi (coating) dengan gelatin dan diinkubasikan semalam dalam  inkubator.

Sediaan kemudian diwarnai secara imunohistokimia (IHK) menggunakan antibodi terhadap insulin (1:1 500) dengan metode avidin-biotin-peroxidase complex (ABC) menurut Hsu et al. (1981). Pewarnaan IHK menggunakan kit Starr Trek Universal HRP Detection System Biocare Medical. Pengamatan dilakukan terhadap gambaran sel-sel penghasil hormon insulin (sel-β) yang imunoreaktif pada pulau Langerhans pankreas.

Hasil dari pewarnaan IHK dianalisis secara deskriptif dan kuantitatif. Pengamatan pada organ pankreas dilakukan untuk mengamati distribusi pulau Langerhans, penghitungan luas area positif insulin dan penghitungan jumlah sel-β. Banyaknya pulau Langerhans setiap lapangan pandang didapatkan dengan menghitung jumlahnya menggunakan asumsi perhitungan besaran pulau Langerhans dengan ukuran kecil (jumlah sel kurang dari 25 sel), sedang (jumlah sel antara 25 sampai 50 sel) dan besar (jumlah selnya lebih besar dari 50 sel) dan dihitung jumlahnya. Penghitungan sel-β pada pulau Langerhans menggunakan software Adobe Photoshop CS4 dilakukan pada pulau Langerhans berukuran sedang karena jumlahnya paling banyak.  Jumlah sel-β yang imunoreaktif dihitung dengan kriteria adanya butir-butir berwarna coklat pada sitoplasma, baik ditemukan inti maupun tidak. Penghitungan luas area positif insulin dilakukan dengan menghitung persentase intensitas warna yang ditimbulkan oleh reaksi antigen-antibodi dari insulin pada pulau Langerhans menggunakan software MBF_ImageJ. Hasil pengamatan pada pankreas selanjutnya dipotret dengan mikroskop cahaya yang dilengkapi dengan alat fotografi (Nikon Eclipse E-600W).

HASIL DAN PEMBAHASAN

Glukosa Darah

            Berdasarkan hasil analisis glukosa darah MEP sebelum dan selama pemberian nikotin menunjukkan bahwa kedua kelompok monyet preobes dan obes memberikan gambaran seperti pada Gambar 1.

............Gambar 1............pada lampiran 1.

Analisis ragam berdasarkan Gambar 1 menunjukkan bahwa kadar glukosa darah berbeda nyata dipengaruhi oleh waktu pemberian nikotin pada perlakuan (P<0,05). Kelompok hewan preobes mengalami penurunan kadar glukosa darah yang bermakna sesudah pemberian nikotin mulai bulan ke-0 sampai bulan ke-3, yaitu sebesar 20,2 mg/dl (28,37%) dari 71,20 mg/dl menjadi 51,00 mg/dl.  Demikian pula, kadar glukosa pada kelompok obes sesudah pemberian nikotin pada bulan ke-0 sampai bulan ke-3, yaitu sebesar 17,60 mg/dl (33,72%) dari 52,20 mg/dl menjadi 34,60 mg/dl.  Sebagai pembanding, kadar glukosa darah pada kelompok kontrol preobes dan obes tanpa nikotin masing-masing 58,60 mg/dl dan 52,80 mg/dl. Meskipun terjadi penurunan kadar glukosa darah pada masing-masing kelompok perlakuan dengan nikotin, akan tetapi kadar glukosa darah secara rerata masih dalam kisaran normal pada MEP menurut Fortman et al. (2002),yaitu 48-69 mg/dl.

Gambar 1 memperlihatkan adanya penurunan dan kadar glukosa pada kelompok preobes dan obes. Walaupun jumlah rerata masing-masing kelompok berbeda pada bulan ke-0 (awal perlakuan), namun masih dalam kisaran normal. Hal ini disebabkan oleh status masing-masing kelompok berbeda berdasarkan indeks massa tubuhnya.  Pada bulan ke-1, terlihat respon yang serupa terhadap perlakuan pemberian nikotin yang ditunjukkan dengan penurunan kadar masing-masing glukosa. Penurunan yang nyata (P<0,05) terjadi pada bulan ke-3 akhir penelitian.

Berdasarkan hasil penelitian Zakariah (2010), perilaku makan dan minum, perilaku merawat diri (self grooming) dan lokomosi selama pemberian nikotin lebih aktif dibandingkan sebelum pemberian nikotin baik pada kelompok preobes (IMT <26) maupun obes (IMT >26). Penurunan asupan makan dan tingginya keluaran energi dapat mengakibatkan peningkatan tingkat agresifitas. Hal ini dikaitkan dengan pengaruh nikotin terhadap sistem syaraf pusat yang dikenal sebagai psikoaktif dan bersifat adiktif, karena nikotin bekerja melalui reseptor asetilkolin (nAChR) dan mediasi transmisi sinaptik cepat (Narahashi et al. 2000).

Nikotin dalam jangka waktu pendek diketahui dapat menekan konsumsi dan menyebabkan penurunan bobot badan (Chiolero et al. 2008).  Disamping itu nikotin juga memiliki pengaruh langsung pada stimulasi metabolisme pada jaringan adiposa untuk menghasilkan hormon antara lain leptin.  Leptin, ghrelin dan NPY merupakan substansi hormonal yang mempengaruhi hubungan antara nikotin dan indeks massa tubuh, meskipun perannya sebagai faktor penentu dari hubungan ini belum dapat dipastikan (Chatkin dan Chatkin 2007).

Distribusi Pulau Langerhans

Pengamatan terhadap distribusi pulau Langerhans pankreas MEP preobes dan obes dilakukan dengan menghitung keberadaan pulau Langerhans pada masing-masing bagian pankreas (kaput, korpus dan kauda) dengan mikroskop pembesaran rendah. Distribusi pulau Langerhans pankreas dapat dilihat pada Gambar 2A.

Berdasarkan hasil perhitungan yang dilakukan dengan mengamati 10 lapang pandang menunjukkan bahwa pulau Langerhans terdistribusi hampir merata pada semua bagian kepala (kaput), badan (korpus) dan ekor (kauda) pankreas, masing-masing dengan ukuran yang bervariasi mulai dari ukuran kecil, sedang dan besar. Hasil yang sama juga dilaporkan pada hewan apa saja? (termasuk manusia?. Secara rerata keseluruhan jumlah pulau pada sediaan pankreas kelompok preobes alamiah tanpa nikotin (pOb-) memiliki jumlah yang lebih tinggi (72) dibandingkan preobes dengan nikotin (pOb+) yaitu (37). Adapun pada kelompok obes baik yang diintervensi nikotin (Ob+) maupun tanpa nikotin (Ob-) tidak menunjukkan perbedaan yang berarti. 

Area Positif Insulin

Berdasarkan pengamatan area positif insulin pada sel-b pulau Langerhans, pada sitoplasmanya dapat diamati granul-granul berwarna coklat dengan intensitas yang lemah sampai kuat. Intensitas yang kuat memberikan warna yang gelap pada sel-b, mengindikasikan produksi insulin yang lebih tinggi dibandingkan dengan sel-b yang berwarna terang. Intensitas warna dalam sitoplasma sel-β ini dapat diukur dengan perangkat lunak (software) Mac Biophotonic ImageJ yang dapat mengkonversi warna gelap pada hasil sediaan IHK dengan warna standar dari program. Dengan prosedur operasi yang diterapkan pada perangkat lunak ini, area yang memberikan hasil positif pada pewarnaan dapat dihitung dengan membandingkan luas pulau Langerhans dengan bagian sitoplasma sel-β yang berwarna kecoklatan.

..............Gambar 2 ..........pada.lampiran 2.

Area positif insulin pada kelompok pOb(+) dan Ob(+) memberikan persentase yang lebih tinggi dibandingkan dengan kelompok pOb(-) dan Ob(-) (Gambar 2B). Dengan uji-t, hewan yang memperoleh nikotin dan tidak memperoleh nikotin, baik yang obes maupun pre-obes menunjukkan perbedaan yang nyata (P<0,05) terhadap persentase rerata luas area positif.  Masing-masing persentase luas area antara kelompok pOb(+) dan pOb(-), yaitu 45,47 % dan 39,87%, sedangkan antara kelompok Ob(+) dan Ob(-), yaitu 50,95% dan 33,63%.

Luas area positif merupakan representasi dari luas warna granula sitoplasma sel-β dibandingkan luas pulau Langerhans dengan membandingkan warna ambang yang telah diatur dalam program software yang digunakan.

Jumlah Sel-β pankreas

Perhitungan sel-β pankreas pada pewarnaan IHK dilakukan pada sel yang imunoreaktif yang ditandai dengan adanya butir-butir kecoklatan pada sitoplasmanya yang mengandung insulin dengan afinitas sedang sampai tinggi (Gambar 2 dan 3). Afinitas yang tinggi ditandai dengan intensitas warna yang lebih gelap. Berdasarkan penghitungan jumlah sel-β pada pulau Langerhans dengan program Adobe Photoshop CS4, didapatkan bahwa jumlah sel β pada kelompok pOb(+) dan Ob(+) menunjukkan jumlah yang berbeda nyata secara statistik (P<0,05) dibandingkan kelompok pOb(-) maupun Ob(-) (Gambar 2C).  Kelompok dengan intervensi nikotin memiliki jumlah sel lebih banyak dibandingkan kontrol.  Berdasarkan hasil perhitungan jumlah sel-β, tampak adanya pengaruh yang nyata akibat pemberian nikotin terhadap peningkatan jumlah sel-β pada masing masing kelompok. Malferteiner dalam Chowdhury dan Udupa (2006), menyatakan bahwa nikotin diduga dapat berperan sebagai faktor yang menginduksi terjadinya inflamasi dan kanker pada pankreas, namun mekanisme yang tepat belum diketahui pasti. Penelitian tentang pemaparan nikotin terhadap sel-sel asiner pankreas terstimulasi telah dilaporkan pada tikus (Chowdhury et al. 1989; Chowdhury et al. 1990). Keberadaan nikotin yang berperan sebagai mitogen dalam menstimulasi proliferasi sel asiner pankreas telah diketahui, sehingga diduga kemungkinan adanya mekanisme yang serupa dapat terjadi pada sel-β dalam pulau Langerhans.

Oleh karena itu dapat dikatakan bahwa intervensi nikotin memberikan pengaruh terjadinya proliferasi sel-β, sehingga memberikan gambaran terjaganya keseimbangan kadar glukosa darah selama penelitian yang berada dalam kisaran normal. 

Kadar insulin darah

Hasil analisis terhadap insulin pada bulan terakhir penelitian menunjukkan adanya perbedaan yang bermakna (P<0.05) antara kelompok perlakuan dan kelompok kontrol (Gambar 2D).  Hewan pada kelompok pOb(+) dan Ob(+) menunjukkan kadar rerata insulin masing-masing 12,34 μIU/ml dan 13,41 μIU/ml yang lebih rendah dibandingkan dengan kelompok pOb(-) dan Ob(-), yaitu 37,04 μIU/ml dan 112,9 μIU/ml. Menurut Wagner et al. (2006), nilai insulin yang melebihi normal hanya terdapat pada hewan obes tanpa intervensi nikotin yang menunjukkan kondisi hiperinsulinemia. 

..................Gambar 3 .............pada lampiran 3..

Hasil pengamatan IHK pada kelompok preobes maupun obes alamiah tanpa pemberian nikotin memberikan intensitas warna yang lebih gelap (afinitas yang tinggi) dibandingkan kelompok preobes dan obes dengan nikotin (Gambar 3).  Intensitas warna yang lebih gelap pada sel-β diduga merepresentasikan meningkatnya produksi insulin oleh sel-β untuk mengantisipasi banyaknya glukosa darah yang beredar dalam tubuh selama proses metabolisme.  Pada kelompok obes tanpa nikotin intensitas warna yang kuat ternyata tidak disertai dengan peningkatan jumlah sel-β rerata per satuan luas pulau Langerhans. Sebaliknya pada kelompok obes dengan nikotin, memberikan gambaran intensitas warna yang lebih lemah tetapi disertai dengan kepadatan jumlah sel-β yang lebih tinggi.  Adanya jumlah sel-β yang tinggi dalam pulau Langerhans dengan intensitas warna yang lebih lemah diduga menggambarkan adanya kompensasi untuk mencapai produksi insulin yang cukup untuk menjaga kadar glukosa darah pada kelompok preobes dan obes dengan nikotin. Sebaliknya pada kelompok preobes dan obes alamiah tanpa nikotin, produksi insulin yang tinggi pada masing-masing sel-β kemungkinan merupakan usaha tubuh untuk mengatasi kebutuhan insulin yang mirip dengan keadaan hipersekresi insulin. Hal ini sejalan dengan penelitian Harishankar et al. (2011) yang dilakukan pada tikus mutan WNIN/Ob kurus dan obes yang menggambarkan terjadinya hiperplasia sel-β dan densitas pada pulau Langerhans yang lebih tinggi pada tikus obes alamiah. Demikian pula secara imunohistokimia area positif insulin pada pulau Langerhans lebih tinggi pada tikus obes dan gambaran pulau Langerhans yang lebih besar dan tidak beraturan, sedangkan pada yang kurus bentuk pulaunya teratur dan normal.

Hipersekresi insulin bila berjalan kronis akan mengakibatkan hiperinsulinemia yaitu suatu kondisi gangguan endokrin yang ditandai dengan adanya kelebihan insulin dalam sirkulasi darah yang menyebabkan malfungsi sistem kontrol glukosa darah.  Hipersinsulineamia seringkali disebabkan oleh resistensi insulin, yaitu suatu kondisi tubuh yang resisten terhadap efek insulin sehingga pankreas mengkompensasi dengan memproduksi insulin lebih banyak. Pankreas yang tidak lagi dapat memproduksi insulin secara cukup menyebabkan pengaturan glukosa darah akan terganggu dan biasanya dijumpai pada kejadian obesitas dengan indikasi mengarah pada diabetes melitus tipe 2 (Collazo-Clavell  2011).

SIMPULAN DAN SARAN

Simpulan

1.     Pemberian nikotin dosis rendah (0,50 – 0,75 mg/kgbb) selama tiga bulan pada monyet ekor panjang obes menyebabkan penurunan kadar glukosa darah perifer. 

2.     Pemberian nikotin dosis rendah pada model monyet ekor panjang obes dapat mempertahankan jumlah sel-β, mengoreksi nilai insulin dan menghambat terjadinya hiperglikemia.

3. Kepadatan jumlah sel-β akibat pemberian nikotin menyebabkan produksi insulin oleh masing-masing sel-β cukup untuk mempertahankan kadar glukosa darah dalam kisaran normal

Saran

Perlu dilakukan penelitian lanjutan dengan mengeksplorasi gambaran sel-sel endokrin penghasil glukagon dan sel-sel eksokrin yang menghasilkan enzim-enzim yang dipengaruhi akibat intervensi nikotin oral dosis rendah dengan waktu yang lebih lama.  Selain itu perlu dikaji pengaruhnya secara molekuler mekanisme yang mendasari peran nikotin terhadap sel endokrin lain untuk mendapatkan dosis yang tepat dan waktu henti optimum untuk memperoleh manfaat positif lain dari nikotin.

UCAPAN TERIMA KASIH

Ucapan terima kasih disampaikan kepada PT. IndoAnilab Bogor, PT.Wanara Satwa Loka, PT Bimana, Pusat Studi Satwa Primata (PSSP) LPPM IPB, Laboratorium Riset Anatomi DepartemenAFF FKH-IPB, Tim peneliti hewan model obesitas dan semua pihak yang telah membantu.

DAFTAR PUSTAKA

Arendash GW, Sanberg PR, Sengstock GJ. 1995. Nicotine enhances the learning and memory of aged rats. Pharmacol  Biochem  Behav  52: 517-523.

Benowitz NL. 1986. Clinical pharmacology of nicotine. Annu  Rev Med 37: 21-32.

Benowitz NL.1988. Drug therapy. Pharmacologic aspects of cigarette smoking and nicotine addiction. N Engl  J  Med  319: 1318-1330.

Bouwens L, Rooman I (2005). Regulation of pancreatic beta-cell mass. Physiol  Rev  85: 1255-1270.

Chatkin R, Chatkin JM. 2007. Smoking and changes in body weight: can physiopathology and genetics explain this association. J Bras Pneumonal 33(6):712-719.

Chiolero A, Faeh D, Paccaud F, Cornuz J. 2008. Consecquences of smoking for body weight, body fat distribution, and insulin resistance. Am J Clin Nutr 87:801-809.

Chowdhury P, Hosotani R, Chang L, Rayford PL. 1989. Inhibition of CCK or carbachol stimulted amylase release by nicotine. Life Sci 45:2163-2168.

Chowdhury P, Hosotani R, Chang L, Rayford PL. 1990. Metabolic and pathologic effects of nicotine on gastrointestinal tractand pancreas of rats. Pancreas 5:222-229. 

Chowdhury P, Udupa KB. 2006. Nicotine as mitogenic stimulus for pancreatic acinar cell proliferation. World J Gastroenterol 12(46):7428-7432.

Collazo-Clavell, M. 2011. Question: Is hiperinsulinemia a form of diabetes?.  http://www.mayoclinic.com/diabetes [terhubung berkala][28 Mei 2012]

Fortman DJ, Hewett TA, Bennet BT. 2002. The Laboratory Nonhuman Primate. Florida: CRCPr. 

Hamaguchi K, Utsunomiya N, Takaki R, Yoshimatsu H, Sakata T. 2003. Cellular interaction between mouse pancreatic alpha-cell and beta-cell lines: possible contact-dependent inhibition of insulin secretion. Exp  Biol Med  228: 1227-1233. 

Harishankar N, Kumar PU, Sesikeran B, Giridharan N. 2011. Obesity Associated patophysiological & histologcal changes in WNIN obese mutant rats. Indian J Med Res 134: 330-340.

Hossein A. 2011. The effect of nicotine on the serum level of insulin in adult male Wistar rats. J  Cell Anim  Biol  5(10):215-218

Hsu, SM, Raine, L and Fanger, H. 1981.  The use of avidin-biotin peroxidase complex (ABC) in immunoperoxidase techniques: a comparison between ABC and unlabelled antibody (PAP) procedures.  J Histochem Cytochem  29: 577-580.

Iguchi A, Gotoh M, Matsunaga H, Yatomi A, Honmura A, Yanase M, Sakamoto N. 1986. Mechanism of central hyperglycemic effect of cholinergic agonists in fasted rats. Am  J  Physiol  251: 1-7.

Karlsson S, Ahrén B. 1998. Insulin and glucagon secretion by ganglionic nicotinic activation in adrenalectomized mice. Eur  J Pharmacol  342: 291-295.

Morgan TM, Crawford L, Stoller A, Toth D, Yeo KT, Baron JA. 2004. Acute effects of nicotine on serum glucose insulin growth hormone and cortisol in healthy smokers. Metabolism 53: 578-582.

Narahashi T, Fenster CP, Quick MW, Lester RAJ, Marszalec W, Aistrup GL, Sattelle DB, Martin BR, Levin ED. 2000. Symposium overview: mechanism of action of nicotine on neuronal acetylcholine receptors, from molecule to behavior. Toxicol  Sci  57:192-202.

Pribadi AG. 2008. Mencit dan Tikus sebagai Hewan Model Penelitian Nikotin. [Skripsi]. Bogor: Fakultas Peternakan, Institut Pertanian Bogor.

Racette SB, Deusinger SS, Deusinger RH. 2003. Obesity : overview of prevalence, ethiology, and treatment. Phys Ther  83 : 276-288.

Richards MP, Ashwell CN, McMurty JP. 2000. Quantitative analysis of leptin mRNA using comparative reverse transcriptase PCR and capillary electrophoresis with laser-induced fluorescence detection. Electrophoresis 21: 792-298.

Roth GS, Mattison JA, Ottinger MA, Chachich ME, Lane MA, Ingram DK. 2004. Aging in rhesus monkeys: relevance to human health intervention. Science 305:1423-1426. 

Susan Z, Janoski MD, Jack A. 2002. Drug therapy in obesity. Engl J Med 346:8.

Wagner JD, Carlson CS, O’Brien TD. 1996. Diabetes mellitus in nonhuman primates: recent research advances on curent husbandry practice. J Med Primatol 19:609-625.

[WHO] The World Health Organization. 2006. Prevelence of Obesity. http://www.who.int/mediacentre/factsheets/fs311/en/index.html. [10 Sep 2007]. 

[WHO] The World Health Organization. 2007. Diabetes.  http://www.google.com/gwt/n?u=http%3A%2F%2Fwww.who.int%2F  [4 Feb2008]

Yoshikawa H, Hellström-Lindahl E, Grill V. 2005. Evidence for functional nicotinic receptors on pancreatic beta cells. Metabolism 54: 247-254. 

Zakariah LOMS. 2010. Analisis Hematologi, Nilai Kecernaan dan Tingkah Laku Monyet Ekor Panjang (Macaca fascicularis) Jantan Obes yang Diintervensi Nikotin. [Thesis] Sekolah Pascasarjana IPB. Bogor 

Zimmet P, Alberti KG, Shaw J. 2001. Global and societal implications of the diabetes epidemic.  414: 782-787. 

Warongan AW, Jusuf I, Sajuthi D, Sulistiawati E, Mansjoer S S, Oktarina R. 2010. Intervensi nikotin terhadap level low density lipoprotein  dan ekspresi UCP-1 (uncoupling protein-1) pada monyet ekor panjang obes dengan resiko aterogenik. J Primatol Indo 7(1): 11-15

---