4

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Metanil Yellow

Metanil Yellow merupakan salah satu bahan kimia yang digunakan

sebagai pewarna dalam berbagai produk seperti pewarna untuk kertas, tekstil,

sabun, kayu, dan cat. Bentuknya bisa berupa serbuk atau berupa padatan.

Biasanya digunakan secara illegal pada industri mie, tahu, kerupuk, dan jajanan

berwarna kuning mencolok. Bahan kimia ini sangat berbahaya bagi kesehatan

karena adanya residu logam berat pada zat pewarna tersebut 13.

Metanil Yellow saat ini dilarang digunakan sebagai zat pewarna makanan,

sesuai dengan peraturan perundang-undangan yang berlaku, yaitu Peraturan

Menteri Kesehatan Republik Indonesia Nomor: 239/Menkes/Per/V/1985 tentang

zat warna tertentu yang dinyatakan sebagai bahan berbahaya 13.

Toksisitas Metanil Yellow bisa disebabkan oleh efek langsung dari

kandungannya, pembentukan radikal bebas, dan produk hasil oksidasi oleh

sitokrom P450 pada metabolisme xenobiotik dihepar 3.

2.1.1 Data Kimia dan Fisika

Metanil Yellow merupakan senyawa kimia golongan azo aromatic amin,

yang berasal dari campuran asam metanilat dan difenilamin. Zat pewarna ini

bersifat asam dan mengandung kelompok kloroform NN dan CC.

5

Gambar 2.1 Struktur Metanil Yellow

IUPAC : Disodium 2-hidroksi-1-(4-sulfonatofenilazo) naftalen-6-

sulfonat

Sinonim : C.I. acid yellow 36, tropaeolin G, 3-[[4-(phenylamino)

phenyl]azo] benzenesulfonic acid monosodium salt, D &

C yellow No. 1, sodium 3-[(4-anilino) phenylazo]

benzenesulfonate, acid leather yellow R, amacid yellow

M, m-[(p-anilinophenyl) azo] benzenesulfonic acid

sodium salt, sodium 3-[(4-N-phenilamino) phenylazo]

benzenesulfate, sodium salt of metanilyazodiphenylamine.

Rumus molekul : C16H10N2Na2O7S2

Bobot molekul : 375,38 g/mol

Kelarutan : Larut dalam air, alkohol, sedikit larut dalam benzene, dan

agak larut dalam aseton.

Tampilan : Serbuk berwarna kuning kecoklatan.

2.1.2 Absorbsi, Distribusi, Metabolisme dan Ekskresi Metanil Yellow

Absorbsi Metanil Yellow bisa terjadi melalu rute oral, intravena atau

paparan di kulit secara langsung. Dalam saluran cerna, Metanil Yellow yang

terurai dalam makanan akan masuk dalam tubuh sebagai zat azo dan mengalami

absorbsi di ileum. Zat warna azo merupakan kandungan utama Metanil Yellow

6

yang memilki sifat toksik. Zat azo mempunyai sistem kromofor dari gugus azo (-

N=N) yang berikatan dengan gugus aromatik. Zat azo mengalami reduksi oleh

mikroorganisme di ileum atau enzim azo reduktase yang terdapat di dinding

saluran cerna dan dihepar. Setelah mengalami absorbsi, zat azo akan

disistribusikan ke seluruh tubuh 3.

Beberapa faktor yang mempengaruhi metabolisme dari Metanil Yellow,

a)Rute masuk kedalam tubuh, b) Derajat absorbsi oleh saluran cerna pada rute

oral, c) Kemampuan eksresi oleh sistem bilier, d) Perbedaan genetik dalam hal

keberadaan dan aktivitas enzim azo reduktase di hepar, e) Perbedaan flora di usus,

f) Aktifitas relatif dan spesifik dari sistem hepatik dan intestinal dalam mereduksi

ikatan azo 3.Zat azo akan mengalami metabolisme berupa reaksi oksidasi, reduksi,

hidrolisis dan konjugasi yang diatur oleh enzim. Mekanisme umum terjadinya

reaksi oksidasi diperankan oleh sitokrom P-450 yang diawali dengan transport

elektron pada komplek P-450-Fe3 yang mana pada akhirnya akan terjadi transpor

elektron dari atom oksigen dan menghasilkan produk oksidasi 14.

Namun, proses biotransformasi pada zat azo yang dihasilkan dari Metanil

Yellow terutama terjadi pada proses reduksi, karena strukturnya yang

mengandung gugus sulfonat. Sehingga, reaksi pemecahan reduktif dari ikatan azo

mungkin merupakan reaksi toksikologi yang paling penting dari proses

metabolisme zat azo. Reaksi ini bisa dikatalisa oleh enzim yang terutama terdapat

dihati, usus dan di kulit. Komponen zat azo akan masuk ke dalam usus secara

langsung melalui rute oral atau melalui saluran empedu pada rute parenteral. Zat

ini akan direduksi oleh enzim azo reduktase yang diproduksi oleh bakteri di usus.

Katabolisme pertama yang terjadi pada proses ini adalah pemecahan ikatan azo

7

yang menghasilkan amina aromatik yang lebih toksik dari bentuk zat sebelumnya.

Aktifitas enzim azo reduktase yang dihasilkan oleh bakteri di usus lebih besar dari

pada aktifitas enzim azo reduktase hepar 3. Nicotinamide Adenin Dinucleotid

(NAD) dan Nicotinamide Adenine Dinucleotide Phosphate (NADPH) memiliki

kemampuan untuk mereduksi zat azo bila tidak ada enzim yang lainnya pada

keadaan asam. Zat azo yang mengalami reduksi mimilki ikatan eletron dengan

densitas yang lemah, hal ini mungkin terjadi akibat terjadinya ikatan hidrogen dari

atom N zat azo bersama dengan grup naftol yang menghasilkan konfigurasi keto-

hidrazone. Hasil akhir dari proses pemecahan reduktif dari ikatan azo pada

Metanil Yellow menghasilkan senyawa nitroanilin yang merupakan golongan

amina aromatik. Zat metabolit dari amina aromatik kebanyakan tidak bisa

dibiodegradasi atau bisa ddidegradasi dengan lemah. Sehingga menyebabkan efek

toksisitas yang luas 3,15 .

Eksresi zat azo dari metanil yelow bisa melalui rute fekal dan rute ginjal.

Zat azo yang masuk kedalam usus melalui rute oral atau melalui saluran empedu,

dan tidak terabsorbsi di usus akan dibuang melalui feses. Sedangkan zat azo yang

beredar dalam darah akan diserap diginjal untuk kemudian di eksresikan melalui

urin. Karena metabolit hasil reduksinya yang bersifat toksik, eksresi dari zat azo

bisa menyebabkan efek toksik pada saluran perkemihan 3 .

2.1.3 Metabolisme Xenobiotik di Hepar

Xenobiotik adalah suatu senyawa-senyawa yang asing bagi tubuh, yang

dalam keadaan normal tidak dibutuhkan oleh tubuh manusia, seperti obat-obatan,

karsinogen kimia, dan berbagai senyawa lainnya. Berbagai macam senyawa

xenobiotik tersebut bila masuk kedalam tubuh akan dimetabolisme di hepar.

8

Metabolisme xenobiotik di hepar dibagi menjadi 2 fase, Fase I hidroksilasi dan

Fase II Konjugasi 14 .

Gambar 2.2 Intisari Mekanisme Xenobiotik

Sumber : Buku Ajar Biokimia Metabolisme Xenobiotik 16

Pada fase 1, terjadi reaksi utama yaitu hidroksilasi yang dikatalisis oleh

enzim mono-oksigenase atau disebut sitokrom P450. Enzim ini juga mengkatalisis

reaksi deaminasi, dehalogenasi, desulfurasi, epoksidasi, peroksidasi, dan reduksi.

Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :

RH + O2 + NADPH + H+ R – OH + H2O + NADP

RH di atas mewakili beragam xenobiotik, termasuk obat, karsinogen, pestisida,

polutan atau senyawa endogen berupa steroid tertentu, eikosanoid, asam lemak,

dan retinoid. Senyawa xenobiotik yang biasanya bersifat lipofilik akan diubah

menjadi hidrofilik pada proses hidroksilasi. Proses hidroksilasi menghasilkan

senyawa radikal hidroksil seperti yang tertulis dalam reaksi diatas. Pada reaksi

fase 2, turunan senyawa xenobiotik yang dihasilkan dari reaksi fase 1 akan

dikonjugasikan dengan molekul lain, misalnya asam glukoronat, sulfat, atau

glutation yang bertujuan untuk menghasilkan senyawa xenobiotik yang larut air

sehingga bisa disekresikan melalui urine atau empedu 14 .

9

Tujuan keseluruhan dari metabolisme xenobiotik adalah untuk

meningkatkan polaritas xenobiotik sehingga ekskresinya dari tubuh meningkat.

Xenobiotik yang sangat hidrofobik akan menetap dijaringan adiposa hampir

selamanya jika tidak diubah menjadi bentuk yang lebih polar. Hasil lain yang

didapatkan pada proses metabolisme xenobiotik adalah terbentuknya senyawa

hidroksil yang merupakan radikal bebas 14.

2.1.4 Radikal Bebas dan Stres Oksidatif

Beberapa species yang berpotensi menimbulkan kerusakan sering disebut

dengan istilah reactive oxygen species (ROS), reactive nitrogen species (RNS)

dan reactive chlorine species (RCS) timbul sebagai hasil sampingan dari

metabolisme normal dan dari reaksi kimia yang di produksi dalam tubuh manusia

atau dengan kata lain disebut sebagai produk endogen tubuh 17. Radikal bebas

adalah spesies kimiawi yang memiliki sebuah elektron tidak berpasangan pada

orbital terluarnya. Radikal bebas derajat tinggi bisa merusak sel melalui reaksi

dengan komponen sel yaitu protein, lipid, dan asam nukleat. Bentuk kerusakan ini

disebut oksidasi dan dapat menyebabkan kematian pada sel berupa nekrosis 6.

Membran sel tersusun atas unsaturated lipid. Unsaturated lipid ini sangat peka

terhadap proses kerusakan oleh radikal bebas dan menyebabkan pembentukan

dinding sel yang tidak terkontrol. Dengan menebalnya dinding sel, maka sel akan

menjadi lebih sulit dalam menerima nutrisi. Selain itu juga sel akan mengalami

kesulitan dalam menerima sinyal-sinyal untuk bekerja. Sehingga mengalami

kerusakan membran 18.

10

Gambar 2.3 Reactive Oxygen Species dan Reactive Nitrogen Species yang diproduksi dalam Tubuh Manusia 17

Stres oksidatif yakni suatu kondisi yang dilaporkan menyebabkan cedera

sel di berbagai keadaan patologis. Kerusakan yang diperantarai oleh radikal bebas

berperan pada beragam proses seperti cedera kimiawi dan radiasi, cedera iskemia-

reperfusi (dipicu oleh pulihnya aliran darah ke jaringan iskemik), penuaan sel, dan

pemusnahan mikroba oleh fagosit 6. Stres oksidatif terjadi bila keseimbangan

terganggu dimana jumlah ROS sangat meningkat atau kapasitas sistem

antioksidan tubuh sangat menurun, yang mengakibatkan reaksi patologis antara

ROS dengan molekul biologis 19.

Menghasilkan radikal hidroksil

Di hepar proses reduktif nya diperankan oleh enzim azo reduktase

Metabolisme reduktif menghasilkan senyawa amina aromatik berupa

nitroanilin

tidak mampu atau sangat lemah untuk didegradasi

Menjadi sumber radikal bebas

Radikal Bebas meningkat, Antioksidan tetap

Terjadinya stress oksidatif

Kerusakan lipid bilayer membran sel, protein dan DNA

Nekrosis sel hepar

11

2.1.5 Metabolisme Metanil Yellow

v.porta hepatica

Fase 1 : Hidroksilasi oleh sitokrom p450 Fase 2 : konjugasi

Metanil Yellow

Oral (tercampur dalam makanan) Parenteral Paparan di kulit

Mengandung zat azo

Mengalami absorbsi di ileum

Pembuluh darah perifer

Di hepar akan mengalami metabolisme xenobiotik

Masuk v.mesenterika

Terdistribusi diseluruh tubuh

Terbentuk senyawa yang lebih polar

Larut Air

Serum

Urin

FesesGinjal

Empedu

v. hepatica

v. cava inferior

Jantung

Ke seluruh tubuh

12

2.2 IL-1 β

2.2.1 Sitokin

Sitokin merupakan produk polipeptida dari banyak jenis sel (tetapi pada

dasarnya merupakan limosit dan makrofag yang teraktivasi) yang melakuk18an

fungsi jenis sel lainnya, termasuk faktor perangsang koloni (colony-stimulating

factors), yang mengatur pertumbuhan sel prekursor sumsum imatur; interleukin;

dan kemokin yang merangsang terjadinya adhesi leukosit serta pergerakan terarah

(kemotaksis) 6. Sitokin diproduksi dalam respon terhadap mikroba dan antigen

lain yang memediasi dan meregulasi reaksi imun dan inflamasi 20.

Gambar 2.4 Fungsi sitokin pada host defense 20 Pada imunitas innate, sitokin diproduksi oleh makrofag dan sel NK yang memediasi reaksi inflamasi awal terhadap mikroba dan mengeliminasi mikroba. Pada imunitas adaptif, sitokin menstimulasi proliferasi dan differensiasi antigen-stimulated lymphocytes.

Sitokin dihasilkan selama terjadi respons radang dan imun, sekresinya

bersifat sementara dan diatur secara ketat. Banyak jenis sel menghasilkan sitokin

multiple, dan efeknya cenderung pleiotropik (sel yang berbeda dipengaruhi secara

berbeda pula oleh sitokin yang sama). Sitokin juga sering kali berlebihan dalam

aktivitas serupa yang dapat diinduksi oleh berbeda. Sitokin dapat bekerja pada sel

13

yang sama dengan sel yang memproduksinya (efek autokrin), pada sel lain

disekitarnya (efeek parakrin), atau secara sistemik (efek endokrin), aktivitasnya

diperantarai dengan pengikatan terhadap reseptor spesifik 6.

Sitokin dapat dibagi menjadi dua kelompok yaitu sitokin yang berperan

pada inflamasi akut dan kronis. Sitokin /yang berperan pada inflamasi akut

meliputi IL-1, TNF-α, IL-6, IL-11, IL-8, IL-16, IL-17, G-CSF, GM-CSF. Sitokin-

sitokin ini juga berperan pada inflamasi kronis. Pada inflamasi kronis sitokin

dapat dibagi menjadi dua kelompok yaitu sitokin untuk respon inflamasi humoral

dan respon seluler. Sitokin yang memediasi respon humoral adalah IL-4, IL-5, IL-

6, IL-7, and IL-13, sedangkan sitokin yang memediasi respon seluler adalah IL-1,

IL-2, IL-3, IL-4, IL-7, IL-9, IL-10, IL-12, interferon, TGF-β, TNF-α dan β 21.

Gambar 2.5 Sitokin yang terlibat pada respon inflamasi akut dan kronis 21

14

2.2.2 IL-1

Keluarga IL-1 terdiri dari 3 sruktur polipeptida, yaitu IL-1α dan IL-1β, IL-

1 ra masing-masing memiliki efek yang menguntungkan dan merugikan, serta

antagonis reseptor IL-1, yang menghambat aktivitas IL-1. IL-1α dan IL-1β

mampu untuk menyebabkan demam, mengantuk, anoreksia, dan hipotensi. IL-

menstimulasi pengeluaran hormone pituitary, meningkatkan sintesis kolagen,

menyebabkan destruksi kartilago dan menstimulasi produksi prostaglandin yang

mendorong ke arah penurunan ambang nyeri. IL-1 juga dilibatkan dalam

kerusakan sel β pankreas pada pulau Langerhans. Antagonis reseptor IL-1

memberikan beberapa perlindungan terhadap penyakit yang disebabkan karena

pengaruh IL-1. Antagonis reseptor IL-1 merupakan inhibitor spesifik pada

aktivitas IL-1 yang bertindak sebagai penge-block ikatan IL-1 dengan reseptor

permukaan sel 22.

2.2.3 IL-1 β

IL-1β adalah polipeptida, disekresikan oleh pecahan proteolitik dari

molekul prekursor, dapat dideteksi di darah dan serum. IL-1β memiliki 26%

sekuen homolog dengan IL-1α dan berikatan dengan reseptor yang sama dengan

IL-1α 23.

Gambar 2.6 Struktur IL-1β ,seperti lembaran yang terlipat-lipat 23

IL-1β disintesis oleh makrofag, sel endotel, keratinosit, neutrofil, limfosit

B, fibroblast, sel epitel dan sel dendritik. Secara in vitro, IL-1β berfungsi sebagai

15

faktor pertumbuhan untuk hematopoietic stem cell, mengawali aktivasi kaskade

autokrin dan parakrin, adhesi PMN ke sel endotel, dan lain-lain. Sedangkan secara

in vivo, IL-1β meningkatkan produksi dan pelepasan acute phase protein,

menginduksi penyakit yang mirip dengan syok septik ketika bersama dengan

TNF, dan lain-lain 23.

IL-1β disintesis sebagai molekul prekusor besar, dengan berat molekul

31.000. bentuk mature memiliki berat 17,500 dalton. IL-1β dikeluarkan oleh sel

kedalam ruang ekstraseluler dan ke sirkulasi. Mekanisme pengeluaran meliputi

eksositosis dari vesikel, transport aktif oleh multidrug resistant protein dan

kematian sel. Agar aktivitas biologinya optimal, prekursor IL-1β harus dipecah.

Terdapat beberapa enzim yang memecah prekusor menjadi lebih kecil, menjadi

bentuk yang lebih aktif, tetapi terdapat satu protease yang sangat spesifik untuk

memecah prekusor IL-1β dari 31.000 menjadi 17.500 dalton, yaitu IL-1β-

Converting Enzyme (ICE). ICE merupakan protease intraseluler 22.

Konsentrasi plasma IL-1β biasanya dibawah batas deteksi (40 pg/ml) pada

subjek yang normal. IL-1α plasma jarang dideteksi pada pasien, walaupun

pemeriksaan IL-1α lebih sensitive dibandingkan dengan IL-1β. Tidak adanya IL-

1α dalam sirkulasi sesuai dengan pengamatan bahwa kultur sel tidak

mengeluarkan bentuk α, tetapi bentuk β 22.

16

Gambar 2.7 Produksi dan sekresi dari IL-1 22

Keterangan : Stimulus seperti endotoksin akan mengaktifasi sel untuk mentranskripsi RNA (mRNA) menjadi interleukin-1α (IL-1α) dan interleukin-1β (IL-1β). Kedua bentuk ini awalnya disintesis sebagai prekursor besar. Protease ekstraseluler memecah prekursor IL-1α menjadi IL-1α matur. IL-1β perkursor dipecah oleh IL-1β Converting Enzyme (ICE) menjadi bentuk matur didalam sel, setelah itu akan disekresikan. Prekursor IL-1β juga ditemukan diluar sel 22

Dampak biologis IL-1β bergantung pada jumlah yang dilepaskan. Pada

kadar rendah fungsi utamanya adalah seagai mediator inflamasi lokal dan

memiliki efek autokrin dan parakrin, misalnya berinteraksi dengan sel endotel

untuk meningkatkan pengaturan ekspresi molekul adhesi pada sel endotel, seperti

ikatan untuk integrin. Dalam kadar tinggi IL-1β masuk kedalam sirkulasi darah

dan melancarkan efek endokrin, misalnya menyebabkan deman, menginduksi

sintesis protein fase akut oleh hepar dan lain-lain. Faktor yang mengatur

pelepasan IL-1β belum jelas tetapi diduga kerusakan sel merupakan salah satu

faktor yang menyebabkan pelepasan IL-1β oleh sel-sel tersebut 23.

Gambar 2.8 Efek utama IL-1 dan TNF-α pada inflamasi 6

InternalKerusakan selinflamasi

EksternalXenobiotikMicrobaMicroorganismeInjury

Aktivasi mononuclear fagosit

Endogen dan pirogen

Mengaktivasi limfosit T & B

Mononuclear sel factor

Mediator leukosit

endogenus

Produksi IL-1

Ket : = Fisiologis= Patologis

17

2.2.3.1 Mapping IL-1-β

IL-1 β

Sel β

Aktivasi produksi antibodi

T-sel

Aktivasi produki IL-2 limfokin

Sel endotel

↑ adhesi leukosit seperti neutrofil

Transkripsi RNA (m-RNA)

Prekursor besar :IL-1α IL-1 β

Converting enzimProtease ekstraseluler

IL-1 α matur IL-1 β matur

Kemotaksis

Cel target

Liver Hipotalamus

Sintesa akut fase protein Demam

IL-1 α + IL-1 β

Aktivasi IL-6

Proliferasi sel

18

2.3 Hepar

2.3.1 Anatomi Hepar

Hepar merupakan organ terbesar pada tubuh, menyumbang sekitar 2

persen berat tubuh total, atau sekitar 1,5 kg pada rata-rata manusia dewasa 25. Unit

fungsional dasar hati adalah lobulus hati, yang berbentuk silindris dengan panjang

beberapa milimeter dan berdiameter 0,8 sampai 2 milimeter dan hati mengandung

50.000 sampai 100.000 lobulus 25.

Gambar 2.9 Makroskopis Hepar 26

Lobulus hepar terbentuk mengelilingi sebuah vena sentralis yang mengalir

ke vena hepatika dan kemudian ke vena cava. Lobulus sendiri dibentuk terutama

dari banyak lempeng sel hepar, masing-masing lempeng hepar tebalnya dua sel

dan diantaranya terdapat kanalikuli biliaris yang mengalir ke duktus biliaris di

dalam septum fibrosa yang memisahkan lobulus hepar yang berdekatan 25.

Di dalam septum terdapat venula porta kecil yang menerima darah

terutama dari vena saluran pencernaan melalui vena porta. Dari venula ini darah

mengalir ke sinusoid hepar gepeng dan bercabang kemudian ke vena sentralis.

Arteriol hati juga ditemui di dalam septum interlobularis, yang menyuplai darah

ke jaringan septum sampai ke sinusoid hati. Dengan demikian, sel hati terus

menerus terpapar dengan darah vena porta maupun arteri 25.

19

Selain sel-sel hepar, sinusoid vena dilapisi oleh dua tipe sel yang lain,

yaitu: sel endotel khusus dan sel kupffer besar (sel retikuloendotelial), yang

merupakan makrofag residen yang mampu memfagositosis bakteri dan benda

asing lain di dalam darah sinus hepatikus 25.

Gambar 2.10 Gambar Mikroskopis Unit Fungsional Hepar (Lobulus Hepar) 26

Hepar melakukan banyak fungsi berbeda namun tetap merupakan organ

tersendiri dan berbagai fungsinya tersebut saling berhubungan satu sama lain.

Berbagai fungsi hepar, yaitu meliputi: penyaringan dan penyimpanan darah,

penyimpanan vitamin dan besi, pembentukan empedu, pembentukan faktor

koagulasi, dan metabolisme zat kimia asing, karbohidrat, lemak dan protein,

termasuk pembentukan protein plasma 25.

20

2.3.2 Histologi Hepar

Hepar terdiri atas satuan heksagonal disebut lobulus hati. Di pusat setiap

lobulus, terdapat sebuah vena sentral yang dikelilingi lempeng-lempeng sel hepar

yaitu hepatosit dan sinusoid secara radial. Jaringan ikat disini membentuk triad

porta atau daerah porta, tempat cabang arteri hepatika, cabang vena porta, dan

cabang duktus biliaris 27. Hepatosit dipisahkan oleh sinusoid yang tersusun

melingkari eferen vena hepatika dan duktus hepatikus. Sinusoid hepar memiliki

lapisan endotelial berpori yang dipisahkan dari hepatosit oleh ruang Disse (ruang

perisinusoidal) 28. Sel-sel lain yang terdapat dalam dinding sinusoid adalah sel

fagositik kupffer dan sel stellata 29.

Gambar 2.10 Hepar dengan pengecatan haematoxylin dan eosin 28 Keterangan : 1. Arteri hepatica, 2. Vena portal, 3. Duktus biliaris, 4. Sel hepatosit

2.3.3 Fisiologi Hepar

Hepar merupakan organ parenkim yang paling besar hepar juga

menduduki urutan pertama dalam hal jumlah, kerumitan, dan ragam fungsi. Hepar

sangat penting untuk mempertahankan fungsi hidup dan berperan dalam hampir

setiap metabolisme tubuh dan bertanggung jawab atas lebih dari 500 aktivitas

berbeda. Hepar memiliki kapasitas cadangan yang besar dan hanya membutuhkan

10-20 % jaringan yang berfungsi untuk tetap bertahan. Destruksi total atau

pengangkatan hepar menyebabkan kematian dalam waktu kurang dari 10 jam.

21

Hepar mempunyai kemampuan regenerasi yang mengagumkan. Proses regenerasi

akan lengkap dalam waktu 4-5 minggu 18.

Fungsi hepar yang utama adalah membentuk dan mengekskresi empedu;

saluran empedu mengangkut empedu sedangkan kandung empedu menyimpandan

mengeluarkan empedu ke usus halus sesuai kebutuhan. Hepar menyekresi sekitar

500 hingga 1000 ml empedu setiap hari. Hepar juga berperan penting dalam

metabolisme karbohidrat, protein, dan lemak. Semua protein plasma (kecuali

gama globulin) disintesis oleh hepar. Protein tersebut antara lain albumin,

protrombin, dan faktor pembekuan lainnya. Selain itu sebagian besar degradasi

asam amino dimulai dalam hepar melalui proses deaminasi. Hepar juga

mempunyai fungsi lain, yaitu penimbunan vitamin, besi, tembaga, konjugasi,

ekskresi steroid adrenal dan gonad, serta detoksifikasi sejumlah zat endogen dan

eksogen. Fungsi detoksifikasi sangat penting dan dilakukan oleh enzim hepar

melalui oksidasi, reduksi, hidrolisis, atau konjugasi zat yang dapat berbahaya dan

mengubahnya menjadi zat yang secara fisiologis tidak aktif 18.

2.3.4 Hubungan Stress Oksidatif pada Kelainan Hepar

Hepar merupakan organ yang rentan terhadap pengaruh radikal bebas 30.

Karena hepar merupakan organ utama dalam metabolisme tubuh, secara tidak

langsung dapat terpengaruh oleh produk metabolik berbahaya yang terbentuk pada

organ lain seperti jantung, otot skelet dan ginjal melalui peredaran darah.

Peningkatan radikal bebas yang tidak diikuti oleh peningkatan antioksidan akan

menyebabkan terjadinya oxidative stress 30, karena ROS yang dihasilkan lebih

besar daripada yang dapat dibuang oleh mekanisme pertahanan sel 31.

22

Gambar 2.11 Mekanisme pembentukan radikal bebas dan netralisir antioksidan 6

Oksigen diubah menjadi superoksid melalui enzim oksidatif (seperti P-450

dan b5 oksidase) di dalam Retikulum endoplasma, Mitokondria, Membran

Plasma, Peroksisiom dan Sitosol. Oksigen juga dirubah menjadi Hidrogen

Peroksidase oleh Superoksid Dismutase (SOD) dan juga dirubah menjadi Radikal

Hidroksil dengan adanya Besi oleh reaksi Fenton. Hidrogen Peroksida yang

diperoleh langsung masuk melalui Oksidase ke Peroksisom. Keadaan tersebut

memperparah kondisi pada penyakit hati Alkoholik dan meningkatkan resiko

terjadinya mutasi, kanker, juga penyakit degeneratif. Sehingga merusak

makromolekul dalam sel seperti karbohidrat, protein, DNA dan sebagainya,

selamjutnya kerusakan makromolekul dapat mengakibatkan kematian sel 32.

Kerusakan total atau pembuangan hati mengakibatkan kematian dalam 10 jam 33.

23

2.4 Nilam (Pogostemon cablin Benth)

2.4.1 Taksonomi

Tanaman nilam termasuk dalam famili Labiatae yang memiliki sekitar 200

genus, salah satunya adalah Pogostemon. Dalam taksonomi tumbuhan, kedudukan

tanaman nilam diklasifikasikan sebagai berikut

Kingdom : Plantae

Divisi : Spermatophyta

Subdivisi : Angiospermae

Kelas : Dicotyledonae

Ordo : Labiatales

Famili : Labiatae

Genus : Pogostemon

Spesies : Pogostemon cablin Benth 34

2.4.2 Morfologi

Gambar 2.3.2 Daun Nilam 34

Genus Pogostemon terdiri atas 40 spesies, antara lain Pogostemon cablin

Benth. (nilam singapura), P. Calbin (nilam pinang), P. Hortensis Backer (nilam

jawa), dan P. Heyneamus (nilam kembang). Di Indonesia, jenis nilam yang

24

banyak ditemukan adalah nilam aceh (Pogostemon patchouli sin. P. Mentha sin.

P. Cablin). Nilam jenis ini memiliki potensi kandungan minyak yang tinggi,

antara 2,5% - 5%. Nilam jawa dan nilam sabun (P. Hortensis) memiliki

kandungan minyak rendah, masing-masing antara 0,5% - 1,5%, sehingga kurang

menguntungkan untuk dibudidayakan 34.

Berdasarkan sifat tumbuhnya, tanaman nilam adalah tanaman tahunan

(perennial). Tanaman ini merupakan tanaman semak yang tumbuh tegak,

memiliki banya percabangan, bertingkat-tingkat, dan mempunyai aroma yang

khas. Secara alami, tanaman nilam dapat mencapai ketinggian antara 0,5 m – 1,0

m 34.

Daun tanaman berbentuk bulat telur sampai bulat panjang (lonjong).

Secara visual, daun nilam mempunyai ukuran panjang antara 5 cm -11 cm,

berwarna hijau, tipis, tidak kaku, dan berbulu pada permukaan bagian atas. Daun

terletak duduk berhadap-hadapan. Permukaan daun kasar dengan tepi bergerigi,

ujung daun tumpul dan urat daun menonjol ke luar 34.

Tanaman nilam jarang berbunga. Bunga tumbuh di ujung tangkai,

bergerombol, dan memiliki karakteristik warna ungu kemerah-merahan. Tangkai

bunga berukuran panjang antara 2 cm -8 cm dan diameter antara 1 cm – 1,5 cm.

Daun mahkota bunga berukuran panjang 8 mm 34 .

25

2.4.3 Komponen Minyak Nilam

Minyak nilam diperoleh dari hasil penyulingan daun, batang dan cabang

tumbuhan nilam. Kadar minyak tertinggi terdapat pada daun dengan kandungan

utamanya adalah patchouly alkohol yang berkisar antara 30 – 50 %. Aromanya

segar dan khas dan mempunyai daya fiksasi yang kuat, sehingga sulit digantikan

oleh bahan sintetis 35

Minyak hasil dari penyulingan merupakan senyawa kompleks yang

terbentuk dalam tumbuhan karna pengaruh air atau uap panas 36. Patchouli alcohol

merupakan komponen penyusun utama yang menentukan mutu minyak nilam

dengan kadar tidak boleh kurang dari 30%. Ditinjau berdasarkan titik didihnya

komponen utama minyak nilam mempunyai titik didih berbeda Patchouli alcohol

(140°C pada 8 mmHg), Patchouli alcohol (140°C pada 8 mmHg), Eugenol

(252,66~C pada 760 mmHg), benzaldehyde (178,07' C pada 760 mmHg),

cinnamic aldehyde (25 1,00° C pada 760 mmHg) dan cadinen (274'C pada760

mmHg) 37.

Menurut Maryadi 38 minyak nilam mengandung lebih dari 30 jenis

komponen kimia, diantaranya adalah 4 hydrocarbon monoterpene, 9 hydrocarbon

sesquiterpene, 2 oxygenated monoterpene, 4 epoksi, 5 sesquiterpene alcohol, 1

non sesquiterpene alcohol, 2 sesquiterpene keton dan 3 sesquiterpene ketoalcohol.

Tabel 2.2 Komponen Kimia Penyusun Minyak Nilam 39

No Komponen 12345

ß–caryophylleneα–patchouleneseychelleneα–bulneseneß–guaienepoxide

6789

α bulnesenepoxidenorpatchoulenolpatchoulolpogostol.

26

Tabel 2.3 Komponen Penyusun Nilam dari Berbagai Penelitian 40

27

2.3.4 Riset Tentang Nilam

2.3.4.1 Terpenoid sebagai Antioksidan

Nilam (Pogostemon cablin Benth) merupakan jenis tanaman yang

menghasilkan minyak atsiri. Di Indonesia hingga kini terdapat tiga jenis nilam

yang sudah dikembangkan yaitu Pogostemon cablin Benth, Pogostemon

heyneanus Benth, dan Pogostemon hortensis Benth 39. Minyak atsiri sering

dikenal dengan nama lain minyak essensial, minyak terbang, volatile oil (minyak

yang mudah menguap). Minyak atisiri umumnya larut dalam pelarut organik dan

tidak larut dalam alkohol 41. Hasil sintesis senyawa turunan minyak atsiri dapat

digunakan sebagai antioksidan, aromaterapi, sun block, dan banyak lagi kegunaan

lainnya 42. Hasil penelitian yang dilakukan oleh diana, minyak atsiri berpotensi

sebagai antioksidan. Kandungan minyak atsiri yang sebagian besar terdiri dari

senyawa siklik tak jenuh termasuk salah satunya terpenoid merupakan bahan

utama yang berpotensi menangkap radikal bebas dengan cara melengkapi elektron

terluar yang kurang dari senyawa radikal bebas dan menghambat reaksi berantai

dari pembentukan radikal bebas 12.

2.4.4.2 Seskuiterpen sebagai Anti Inflamasi

Pada penelitian yang pernah dilakukan, dengan metode penelitian analisis

mikro terhadap minyak atsiri tanaman ini, diketahui bahwa komponen utamanya

merupakan senyawa volatil kelompok seskuiterpenoid. Senyawa tersebut antara

lain, α-, β-, γ-patchoulene, α-guaiene, α-bulnesene, dan patchouli alkohol 43.

Secara farmakologi, dalam sektor industri farmasi, minyak nilam digunakan untuk

pembuatan obat antifungi, anti-inflamasi,serta dekongestan. Senyawa α-bulnesene

diketahui mempunyai aktivitas anti inflamasi terhadap PAF (Platelet Activiting

28

Factor) sebuah phospolipid mediator yang dihasilkan berbagai sel pada saat

terkena penyakit alergi, radang, asma, dan lain-lain 44.

2.5 Antioksidan

Antioksidan adalah senyawa kimia yang menyumbangkan satu atau lebih

electron kepada radikal bebas sehingga radikal bebas tersebut dapat dihambat 45.

Senyawa kimia dan reaksi yang dapat menghasilkan spesies oksigen yang

potensial bersifat toksik dapat dinamakan pro-oksidan. Sebaliknya, senyawa dan

reaksi yang mengeluarkan spesies oksigen tersebut, menekan pembentukannya

atau melawan kerjanya disebut antioksidan. Dalam sebuah sel normal terdapat

keseimbangan oksidan dan antioksidan yang tepat. Meskipun demikian,

keseimbangan ini dapat bergeser ke arah pro-oksidan ketika produksi spesies

oksigen tersebut sangat meningkat atau ketika kadar antioksidan menurun.

Keadaan ini dinamakan ”stress oksidatif” dan dapat mengakibatkan kerusakan sel

yang berat jika stress tersebut masif atau berlangsung lama.20 Enzim yang bersifat

antioksidan mengeluarkan atau menyingkirkan superoksidan dan hidrogen

peroksida. Vitamin E, vitamin C, dan mungkin karoteinoid, biasanya disebut

sebagai vitamin antioksidan, dapat menghentikan reaksi berantai radikal bebas 34.

Flafonoid seskuiterpen

Anti inflamasi

Menghambat siklooksigenase

Tanin triterpenoid

Antioksidan

Antioksidan scavenger radikal bebas

Menghambat pembentukan : Radikal

superoxide, radikal hidroksil, radikal

peroxide dan hidrogen peroxide

Saponin Monoterpen

Radikal bebas tidak terbentuk

Antibakteri

Menghambat aktivasi

pertumbuhan dan

mendenaturasi protein sel

bakteri

AntiseptikSpasmoliktikSedatifPemberi aroma khasPestisida

Anti jamur

Menghambat pertumbuhan

jamur

Kandungan Nilam (Pogostemon cablin Benth)

monoterpenSesquiterpen

SaponinTanninTriterpenoidFlavonoidGlikosidaMinyak atsiri (terpenoid)

29

2.6 Mapping Kandungan Nilam (Pogostemon cablin Benth)

5 sesquiterpen alkohol2 seskuiterpen keton 3 seskuiterpen ketoalkohol1 norseskuiterpen alkohol

30

O-hidrokarbon

2 Oksigenet- monoterpen

Nilam (Pogostemon cablin Benth)

Fitokimia Karakteristik simplisia Destilasi minyak atsiri

Kadar abu total 7,47%

Kadar abu yang tidak larut dalam asam 0,79%

Kadar sari yang larut dalam etanol 12,64%,

Kadar Sari yang larut dalam air 10,59%,

Kadar air 8,62%, kadar

minyak atsiri 1,99% 

Saponin Tannin Triterpenoid Flavonoid glikosida

Terpenoid

4-Hidrokarbon -monoterpen

Sesquiterpen

Hidrokarbon O-hidrokarbon

Patchouli alcohol

α-bulnesene

Monoterpenoid

Hidrokarbon

AntiinflamasiMenghambat platelet aktivating factor

Antioksidan

Melengkapi elektron terluar yang kurang dari radikal bebas

Pengikat aroma wangi dan khas dari nilam dan

sebagai anti bakteri

9 hidrokarbon sesquiterpen