Electronic Theses and Dissertation

Program Keluarga Berencana (KB) adalah upaya mengatur kelahiran anak, jarak dan usia ideal melahirkan, mengatur kehamilan melalui promosi, perlindungan dan bantuan sesuai dengan hak reproduksi untuk mewujudkan keluarga yang berkualitas. Tingginya jumlah total populasi menyebabkan upaya untuk menangani kasus ini terus dilakukan. Pengembangan kontrasepsi baru untuk pria merupakan hal yang menantang. Hal ini disebabkan karena setelah masa pubertas, seorang pria memproduksi sekitar 1.000 spermatozoa per detik sehingga kontrasepsi pria harus cukup efektif untuk mencegah jutaan spermatozoa membuahi sel telur yang selanjutnya dapat menyebabkan kehamilan. Penggunaan bahan alam sebagai alternatif kontrasepsi pria hendaknya memenuhi ketentuan antara lain mudah diperoleh, efektif, murah, tanpa efek samping terhadap perilaku seksual, dan reversibel. Salah satu bahan alam yang berkhasiat sebagai bahan anti-fertilitas pria yaitu biji pinang. Potensi dari biji pinang disebabkan oleh kandungan senyawa metabolit sekunder yaitu polifenol, alkaloid, flavonoid, tanin, triterpen, steroid, asam lemak, dan lainnya. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis potensi ekstrak etanol biji pinang muda sebagai kandidat obat kontrasepsi pria berbasis bahan alam pada tikus putih jantan (Rattus norvegicus). Senyawa-senyawa metabolit sekunder hasil uji GC-MS dari ekstrak etanol biji pinang muda digunakan sebagai ligan dalam pengujian secara in-silico atau molecular docking untuk memprediksi senyawa yang memiliki aktivitas anti-fertilitas dengan ligan kontrol adalah Dimethandrolone undecanoate (DMAU). Penelitian ini merupakan ekperimental murni (true experimental) yang dilakukan di laboratorium secara in vivo dengan menggunakan hewan coba tikus putih jantan (Rattus norvergicus) sebanyak 40 ekor yang dibagi menjadi 10 kelompok dan masing-masing kelompok sebanyak 4 ekor tikus. Kelompok 1, 2, 3, 4, dan 5 adalah kelompok yang diberikan perlakuan selama 48 hari dan dikorbankan pada hari ke 49. Kelompok 1 merupakan kelompok kontrol tanpa perlakuan. Kelompok 2, 3, 4 dan 5 merupakan kelompok perlakuan yang diberikan ekstrak etanol biji pinang muda dengan dosis 20, 40, 60 dan 80 mg/kg BB. Kelompok 6, 7, 8, 9 dan 10 adalah kelompok yang diberikan perlakuan selama 48 hari kemudian dilanjutkan pemeliharaannya untuk diukur reversibilitasnya. Kelompok 6 merupakan kelompok kontrol reversibilitas tanpa perlakuan. Kelompok 7, 8, 9 dan 10 merupakan kelompok perlakuan yang diberikan ekstrak etanol biji pinang muda dengan dosis 20, 40, 60 dan 80 mg/kg BB selama 48 hari dan dikorbankan masing-masing satu ekor pada hari ke-12, 24, 36 dan 48 untuk mengukur reversibilitasnya. Selanjutnya dilakukan pengukuran kualitas spermatozoa (konsentrasi, motilitas, viabilitas dan abnormalitas spermatozoa), konsentrasi FSH, testosteron, BMP4, SMAD1, dan protamine1, pemeriksaan sel-sel spermatogenik, histopatologi jantung dan hati serta reversibilitas kualitas spermatozoa. Protein marker akan diuji dengan metode ELISA dan data dianalisis dengan menggunakan uji one way ANOVA dan uji lanjut Duncan. Hasil uji fitokimia menunjukkan hasil bahwa ekstrak etanol biji pinang muda mengandung senyawa metabolit sekunder antara lain senyawa alkaloid, terpenoid, flavonoid, fenolik dan tanin. Sedangkan hasil GC-MS menunjukkan senyawa terbesar adalah n-Hexadecanoic acid (32.29%). Berdasarkan uji in-silico menunjukkan bahwa senyawa aktif stigmasta-3,5-diene memiliki aktivitas penghambatan yang kuat terhadap protein FSH dan testosteron (-8,8 Kkal/mol, dan -8,9 Kkal/mol), senyawa campesterol memiliki aktivitas yang kuat terhadap reseptor Protamine 1 (-8,4 Kkal/mol), sementara aktivitas terkuat pada reseptor BMP4 dan SMAD1 ditunjukkan oleh senyawa lupeol dengan nilai sebesar -9,6 Kkal/mol dan -9,0 Kkal/mol. Senyawa-senyawa tersebut menunjukkan afinitas pengikatan terhadap kelima protein yang menandakan bahwa senyawa tersebut mempunyai potensi untuk diselidiki sebagai molekul utama pada pengembangan obat antifertilitas terutama pada pria. Hasil uji in-vivo pada tikus putih jantan menunjukkan bahwa terdapat perbedaan yang signifikan kualitas spermatozoa, FSH, protamine 1, sel-sel spermatogenik serta organ hati dan ginjal antara kelompok kontrol dan kelompok perlakuan. Namun untuk testosteron, BMP4 dan SMAD1 tidak terdapat perbedaan yang signifikan antara kelompok kontrol dan kelompok perlakuan. Kualitas spermatozoa tikus putih jantan kembali normal pada hari ke-24 setelah dihentikannya pemberian ekstrak etanol biji pinang muda. Hal ini menunjukkan bahwa ekstrak etanol biji pinang muda bersifat reversibilitas terhadap reproduksi tikus putih jantan. Dosis 20 mg/kg BB merupakan dosis minimum dalam penelitian ini, dosis ini berpengaruh terhadap kualitas spermatozoa tikus putih. Berdasarkan hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa ekstrak etanol biji pinang muda berpotensi sebagai kandidat obat kontrasepsi pria karena terbukti memiliki aktivitas sebagai anti-fertilitas. Penelitian terkait biji pinang muda (Areca catechu) masih perlu dilanjutkan dengan menganalisis dengan marker lainnya terkait fertilitas jantan seperti LH, ekspresi enzim aromatase, ekspresi gen StAR pada jaringan testis.

Kata Kunci : Biji pinang, obat kontrasepsi pria, kualitas spermatozoa, FSH, testosteron, BMP4, SMAD1, protamine 1, sel-sel spermatogenik, organ hati dan ginjal serta reversibilitas

Keluarga Berencana (KB) program is an effort to regulate childbearing, spacing and ideal age of birth, and managing pregnancies through promotion, protection, and assistance in accordance with reproductive rights to create a quality family. The high total population size has led to ongoing efforts to address this issue. Developing new contraceptives for men is challenging. This is because after puberty, a man produces approximately 1,000 spermatozoa per second, so male contraception must be effective enough to prevent millions of spermatozoa from fertilizing an egg, which can then lead to pregnancy. The use of natural ingredients as an alternative male contraceptive should meet the requirements, including being easily available, effective, affordable, without side effects on sexual behavior, and reversible. One natural ingredient that is effective as a male anti-fertility agent is the areca nut. The potential of areca nut is due to its content of secondary metabolites, namely polyphenols, alkaloids, flavonoids, tannins, triterpenes, steroids, fatty acids, and others. This study aims to analyze the potential of ethanol extract of young areca nut seeds as a candidate for natural-based male contraceptive drugs in male white rats (Rattus norvegicus). The secondary metabolite compounds from the GC-MS test of the ethanol extract of young areca nut seeds were used as ligands in in-silico or molecular docking testing to predict compounds that have anti-fertility activity with the control ligand being Dimethandrolone undecanoate (DMAU). This study is a pure experimental study conducted in a laboratory in vivo using 40 male white rats (Rattus norvergicus) divided into 10 groups and each group consisted of 4 rats. Groups 1, 2, 3, 4, and 5 were groups given treatment for 48 days and sacrificed on the 49th day. Group 1 was a control group without treatment. Groups 2, 3, 4, and 5 were treatment groups given ethanol extract of young areca nut seeds at doses of 20, 40, 60, and 80 mg/kg BW. Groups 6, 7, 8, 9, and 10 were treated for 48 days and then maintained for reversibility measurement. Group 6 was the control group for reversibility without treatment. Groups 7, 8, 9, and 10 were treated with ethanol extract of young areca nut seeds at doses of 20, 40, 60, and 80 mg/kg BW for 48 days, and one animal was sacrificed on days 12, 24, 36, and 48 to measure reversibility. Furthermore, spermatozoa quality (concentration, motility, viability, and abnormalities), FSH, testosterone, BMP4, SMAD1, and protamine1 concentrations, spermatogenic cell examination, heart and liver histopathology, and spermatozoa quality reversibility were measured. Protein markers were tested using the ELISA method, and data were analyzed using one-way ANOVA and Duncan's advanced test. Phytochemical tests showed that the ethanol extract of young areca nut seeds contained secondary metabolites, including alkaloids, terpenoids, flavonoids, phenolics, and tannins. GC-MS results indicated that the largest compound was n-Hexadecanoic acid (32.29%). Based on in-silico tests, it shows that the active compound stigmasta-3,5-diene has strong inhibitory activity against FSH and testosterone proteins (-8.8 Kcal/mol, and -8.9 Kcal/mol), campesterol compounds have strong activity against Protamine 1 receptors (-8.4 Kcal/mol), while the strongest activity on BMP4 and SMAD1 receptors is shown by the lupeol compound with values of -9.6 Kcal/mol and -9.0 Kcal/mol. These compounds show binding affinity to the five proteins indicating that these compounds have the potential to be investigated as key molecules in the development of antifertility drugs, especially in men. The results of in-vivo tests on male white mice showed that there were significant differences in the quality of spermatozoa, FSH, protamine 1, spermatogenic cells, and liver and kidney organs between the control and treatment groups. However, for testosterone, BMP4 and SMAD1 there were no significant differences between the control and treatment groups. Sperm quality in male white rats returned to normal on the 24th day after discontinuing the administration of young areca nut ethanol extract. This indicates that the young areca nut ethanol extract has a reversible effect on male white rat reproduction. The minimum dose in this study was 20 mg/kg body weight, and this dose affected the quality of white rat spermatozoa. Based on the results, it can be concluded that the young areca nut ethanol extract has the potential to be a candidate for male contraceptive drugs due to its proven anti-fertility activity. Further research on young areca nut (Areca catechu) requires analysis with other markers related to male fertility, such as LH, aromatase enzyme expression, and StAR gene expression in testicular tissue. Keywords : Areca nut, male contraceptive drugs, spermatozoa quality, FSH, testosterone, BMP4, SMAD1, protamine 1, spermatogenic cells, liver and kidney organs, and reversibility