bab ii kajian pustaka 2.1 osteoporosis - sinta.unud.ac.id ii.pdfproses pembentukan tulang yang ......

21
BAB II KAJIAN PUSTAKA 2.1 Osteoporosis Menurut National Osteoporosis Foundation (2014), osteoporosis adalah penyakit tulang dengan karakteristik massa tulang yang rendah, terjadi kerusakan mikro-arsitektur jaringan tulang yang mempengaruhi kekuatan tulang dan meningkatkan resiko keropos tulang. Osteoporosis adalah suatu keadaan yang menyebabkan tulang kehilangan massa tulang, mengubah mikroarsitektur jaringan tulang sampai melewati ambang batas sehingga tulang menjadi rapuh dan akibatnya tulang akan mudah patah. Osteoporosis ditandai dengan adanya massa tulang yang rendah yang memicu kerapuhan tulang dan meningkatkan kejadian fraktur tulang (Shen et al., 2010). Definisi osteoporosis yang sering digunakan adalah definisi dari WHO dimana osteoporosis adalah suatu penyakit yang memiliki sifat berkurangnya massa tulang dan kelainan mikroarsitektur jaringan tulang, dengan akibat meningkatnya kerapuhan tulang dan resiko terjadinya fraktur tulang. Karakteristik osteoporosis ditandai dengan adanya penurunan kekuatan tulang. Kekuatan tulang ini adalah hasil integrasi antara mineralisasi, arsitektur tulang, bone turn over dan akumulasi 7

Upload: vuongkien

Post on 31-Mar-2019

226 views

Category:

Documents


4 download

TRANSCRIPT

Page 1: BAB II KAJIAN PUSTAKA 2.1 Osteoporosis - sinta.unud.ac.id II.pdfProses pembentukan tulang yang ... adalah proses menua, menopause, faktor lain yaitu obat obatan, aktivitas . 4 fisik

1

BAB II

KAJIAN PUSTAKA

2.1 Osteoporosis

Menurut National Osteoporosis Foundation (2014), osteoporosis

adalah penyakit tulang dengan karakteristik massa tulang yang rendah,

terjadi kerusakan mikro-arsitektur jaringan tulang yang mempengaruhi

kekuatan tulang dan meningkatkan resiko keropos tulang.

Osteoporosis adalah suatu keadaan yang menyebabkan tulang

kehilangan massa tulang, mengubah mikroarsitektur jaringan tulang

sampai melewati ambang batas sehingga tulang menjadi rapuh dan

akibatnya tulang akan mudah patah. Osteoporosis ditandai dengan adanya

massa tulang yang rendah yang memicu kerapuhan tulang dan

meningkatkan kejadian fraktur tulang (Shen et al., 2010).

Definisi osteoporosis yang sering digunakan adalah definisi dari WHO

dimana osteoporosis adalah suatu penyakit yang memiliki sifat

berkurangnya massa tulang dan kelainan mikroarsitektur jaringan tulang,

dengan akibat meningkatnya kerapuhan tulang dan resiko terjadinya

fraktur tulang. Karakteristik osteoporosis ditandai dengan adanya

penurunan kekuatan tulang. Kekuatan tulang ini adalah hasil integrasi

antara mineralisasi, arsitektur tulang, bone turn over dan akumulasi

7

Page 2: BAB II KAJIAN PUSTAKA 2.1 Osteoporosis - sinta.unud.ac.id II.pdfProses pembentukan tulang yang ... adalah proses menua, menopause, faktor lain yaitu obat obatan, aktivitas . 4 fisik

2

kerusakan tulang. Osteoporosis identik dengan kehilangan massa tulang,

yaitu kelainan tulang yang merujuk pada kelainan kekuatan tulang.

Apabila kekuatan tulang ini menurun maka merupakan faktor predisposisi

terjadinya fraktur (National Osteoporosis Foundation, 2014).

Massa tulang pada manusia dipengaruhi oleh faktor genetik dengan

kontribusi dari nutrisi, keadaan endokrin, aktivitas fisik dan kondisi

kesehatan saat masa pertumbuhan. Proses pembentukan tulang yang

memelihara kesehatan tulang dapat dikategorikan sebagai program

pencegahan, secara kontinyu mengganti tulang yang lama dan

menggantikannya dengan tulang yang baru. Kehilangan massa tulang

terjadi saat keseimbangan proses pembentukan tulang terganggu sehingga

resorpsi tulang lebih banyak dari pembentukan tulang baru.

Ketidakseimbangan ini biasanya terjadi pada orang lanjut usia dan pada

wanita yang mengalami menopause. Kehilangan massa tulang dapat

mengubah mikro-arsitek jaringan tulang dan meningkatkan resiko fraktur

tulang (National Osteoporosis Foundation, 2014).

Gambar 2.1 Mikrograph tulang normal (National Osteoporosis

Foundation, 2014)

Page 3: BAB II KAJIAN PUSTAKA 2.1 Osteoporosis - sinta.unud.ac.id II.pdfProses pembentukan tulang yang ... adalah proses menua, menopause, faktor lain yaitu obat obatan, aktivitas . 4 fisik

3

Gambar 2.2 Mikrograph tulang yang mengalami osteoporosis

(National Osteoporosis Foundation, 2014)

2.1.1 Penyebab Osteoporosis

Usia, jenis kelamin dan ras merupakan faktor penentu utama dari

massa tulang dan resiko patah tulang. Osteoporosis dapat terjadi pada

semua usia, namun hal ini lebih banyak terjadi pada orang lanjut usia.

Selama masa anak-anak dan dewasa muda, pembentukan tulang jauh lebih

cepat dibandingkan dengan kerusakan tulang. Titik puncak massa tulang

(peak bone mass) tercapai pada sekitar usia 30 tahun, dan setelah itu

mekanisme resorpsi tulang menjadi jauh lebih cepat dibandingkan dengan

pembentukan tulang. Penurunan massa tulang yang cepat akan

menyebabkan kerusakan pada mikroarsitektur tulang khususnya pada

tulang trabekular (National Osteoporosis Foundation, 2014).

Secara garis besar patofisiologi osteoporosis berawal dari adanya

massa puncak tulang yang rendah disertai adanya penurunan massa tulang.

Massa puncak tulang yang rendah ini diduga berkaitan dengan faktor

genetik, sedangkan faktor yang menyebabkan penurunan massa tulang

adalah proses menua, menopause, faktor lain yaitu obat obatan, aktivitas

Page 4: BAB II KAJIAN PUSTAKA 2.1 Osteoporosis - sinta.unud.ac.id II.pdfProses pembentukan tulang yang ... adalah proses menua, menopause, faktor lain yaitu obat obatan, aktivitas . 4 fisik

4

fisik yang kurang serta gaya hidup tidak sehat. Akibat massa puncak

tulang yang rendah disertai adanya penurunan massa tulang menyebabkan

densitas tulang menurun yang merupakan faktor resiko terjadinya fraktur

(National Osteoporosis Foundation, 2014).

Sebuah studi epidemiologi mengindikasi hubungan antara asupan

antioksidan dan kesehatan tulang (Rao et al., 2012). Beberapa penelitian

melaporkan adanya efek stress oksidatif terhadap diferensiasi dan fungsi

osteoklas serta pengaruhnya terhadap peningkatan kehilangan massa

tulang (Bai et al., 2004). Stress oksidatif dapat menghambat pertumbuhan

tulang dengan cara menghambat diferensiasi osteoblas melalui

extracellular signal-regulated kinase (ERK) dan ERK-dependent nuclear

factor-kB signaling pathway (Bai et al., 2004; Shen et al., 2009).

Reactive Oxygen Species (ROS) merupakan molekul yang sangat

reaktif, mengandung molekul oksigen dan radikal bebas, termasuk

hidroksil (OH) dan radikal superoksida (O2), hidrogen peroksida (H2O2),

oksigen singlet, dan peroksida lemak. ROS dapat mengakibatkan stres

oksidatif karena sifat radikal bebasnya menyebabkan kerusakan beberapa

biomolekul, seperti DNA, protein, dan lipid (Baek et al.,2010).

ROS dihasilkan oleh mitokondria, selanjutnya produksi ROS akan

mengaktivasi jalur regulasi proses inflamasi melalui mekanisme aktivasi

ERK dan ERK selanjutnya akan mengaktivasi produksi Nuclear Factor kB

(NF-kB) dan NF-kB akan merangsang produksi sitokin proinflamasi,

Page 5: BAB II KAJIAN PUSTAKA 2.1 Osteoporosis - sinta.unud.ac.id II.pdfProses pembentukan tulang yang ... adalah proses menua, menopause, faktor lain yaitu obat obatan, aktivitas . 4 fisik

5

seperti TNF-α dan IL-6. TNF-α dan IL-6 akan meningkatkan

osteoklastogenesis, menghambat apoptosis osteoklas dan menghambat

aktivasi osteoblas (Vali et al., 2007).

2.1.2 Jenis-jenis Osteoporosis

Osteoporosis postmenopausal, terjadi karena kekurangan

hormonestrogen, yang membantu mengatur transportasi kalsium ke dalam

tulang pada wanita. Biasanya gejala timbul pada wanita yang berusia di

antara 51-75 tahun, tetapi bisa mulai muncul lebih cepat ataupun lebih

lambat. Namun tidak semua wanita memiliki resiko yang sama untuk

menderita osteoporosis postmenopausal, wanita kulit putih dan daerah

timur lebih mudah menderita penyakit ini daripada wanita kulit hitam.

Osteoporosis senilis, kemungkinan merupakan akibat dari kekurangan

kalsium yang berhubungan dengan usia dan ketidakseimbangan diantara

kecepatan resorpsi tulang dan pembentukan tulang yang baru. Senilis

berarti bahwa keadaan ini hanya terjadi pada usia lanjut. Penyakit ini

biasanya terjadi pada usia diatas 70 tahun dan 2 kali lebih sering

menyerang wanita. Wanita seringkali menderita osteoporosis senilis dan

postmenopausal. Osteoporosis sekunder, dialami kurang dari 5% penderita

osteoporosis, yang disebabkan oleh keadaan medis lainnya atau oleh obat-

obatan. Penyakit ini bisa disebabkan oleh gagal ginjal kronis dan kelainan

hormonal (terutama tiroid, paratiroid dan adrenal) dan obat-obatan

Page 6: BAB II KAJIAN PUSTAKA 2.1 Osteoporosis - sinta.unud.ac.id II.pdfProses pembentukan tulang yang ... adalah proses menua, menopause, faktor lain yaitu obat obatan, aktivitas . 4 fisik

6

(misalnya kortikosteroid, barbiturat, anti-kejang dan hormon tiroid yang

berlebihan). Konsumsi alkohol yang berlebihan dan merokok bisa

memperburuk keadaan ini (Mulyaningsih, 2008).

2.1.3 Pengobatan Osteoporosis

Osteoporosis sebenarnya dapat dicegah sejak dini dengan

membudayakan perilaku hidup sehat yaitu mengkonsumsi makanan

dengan gizi seimbang yang memenuhi kebutuhan nutrisi dengan unsur

kaya serat, rendah lemak dan kaya kalsium (1000-1200 mg kalsium per

hari), berolahraga secara teratur, tidak merokok dan tidak mengkonsumsi

minuman beralkohol (National Osteoporosis Foundation, 2014).

WHO Scientific Group On The Assessment Of Osteoporosis At

Primary Health Care Level (2007) menegaskan agar semua negara

anggota WHO memiliki program global dan harus memperhatikan faktor

gizi, terutama asupan kalsium dan vitamin D yang memadai. Merokok

harus dihindari, bukan semata-mata karena efek yang mungkin pada

metabolisme skeletal, tetapi banyak efek samping lain yang terkait dengan

merokok. Mengurangi konsumsi alkohol dan menghindari imobilitas juga

direkomendasikan sebagai tindakan peningkatan kesehatan masyarakat.

Pengobatan osteoporosis dapat dilakukan dengan obat kalsium,

vitamin D dan terapi hormon estrogen pengganti. Namun pemberian

Page 7: BAB II KAJIAN PUSTAKA 2.1 Osteoporosis - sinta.unud.ac.id II.pdfProses pembentukan tulang yang ... adalah proses menua, menopause, faktor lain yaitu obat obatan, aktivitas . 4 fisik

7

hormon estrogen memiliki efek samping seperti obesitas dan migren serta

dapat meningkatkan risiko terjadinya hiperplasia bahkan kanker payudara

dan endometrium. Efek samping tersebut dapat dikurangi dengan

pemberian hormon kombinasi antara estrogen dan progesteron, namun hal

ini masih diperdebatkan para ahli dan peneliti (Wratsangka, 1999).

Menurut National Osteoporosis Foundation (2014), ada beberapa jenis

obat yang disetujui FDA untuk pencegahan dan atau pengobatan

osteoporosis postmenopause termasuk bifosfonat (alendronate,

alendronate plus D, ibandronate, risedronate dan asam zoledronic),

kalsitonin, estrogen (estrogen dan atau terapi hormon), agonis estrogen /

antagonis (raloxifene), kompleks estrogen jaringan-selektif (conjugated

estrogen / bazedoxifene), hormon paratiroid (PTH [1-34], teriparatide) dan

denosumab RANKL inhibitor. Farmakoterapi juga dapat mengurangi

patah tulang pada pasien dengan massa tulang yang rendah (osteopenia)

tanpa fraktur, namun bukti yang mendukung hal ini tidak kuat.

2.2 Struktur Tulang

Struktur tulang terdiri dari atas sel, serat dan substansi dasar, namun

komponen ekstraselnya mengapur menjadi substansi keras yang cocok

untuk fungsi menyokong dan pelindung kerangka. Secara makroskopik,

tulang dibedakan menjadi dua bentuk tulang yaitu tulang kompak

Page 8: BAB II KAJIAN PUSTAKA 2.1 Osteoporosis - sinta.unud.ac.id II.pdfProses pembentukan tulang yang ... adalah proses menua, menopause, faktor lain yaitu obat obatan, aktivitas . 4 fisik

8

(substansia kompakta) dan tulang spons (substansia spongiosa). Tulang

kompak tampak sebagai massa utuh padat dengan ruang-ruang kecil yang

hanya tampak dengan menggunakan mikroskop. Kedua bentuk tulang

saling berhubungan tanpa batas jelas (Fawcet, 1994).

Gambar 2.3 Fotomikrograph potongan sagital ujung proksimal

humerus sendi bahu (Fawcet, 1994)

Substansi interstisial tulang terdiri atas dua komponen utama yaitu

matriks organik sebanyak 35% dan garam-garam anorganik sejumlah

65%. Matriks organik terdiri atas 90 % serat-serat kolagen yang terbenam

dalam substansi dasar kaya proteoglikan, terutama kolagen tipe I. Bahan

anorganik tulang terdiri atas endapan sejenis kalsium fosfat

submikroskopik. Pada tulang yang aktif bertumbuh, terdapat empat jenis

sel yaitu sel osteoprogenitor, osteoblas, osteosit dan osteoklas. Sel

osteoprogenitor paling aktif selama pertumbuhan tulang dan akan

diaktifkan kembali semasa kehidupan dewasa saat pemulihan fraktur

tulang dan bentuk cerea lainnya. Osteoblas adalah sel pembentuk tulang

Page 9: BAB II KAJIAN PUSTAKA 2.1 Osteoporosis - sinta.unud.ac.id II.pdfProses pembentukan tulang yang ... adalah proses menua, menopause, faktor lain yaitu obat obatan, aktivitas . 4 fisik

9

yang berkembang dan dewasa. Sel utama tulang dewasa adalah osteosit,

yang terdapat dalam lacuna didalam matriks yang mengapur. Osteoklas

adalah sel yang memiliki peran dalam resorpsi tulang dalam proses

remodeling tulang. Osteoklas menempati lekukan yang disebut lakuna

Howship yang terjadi akibat kerja erosif osteoklas pada tulang

dibawahnya (Fawcet, 1994).

Sel osteoblas dan osteoklas berperan dalam pengaturan metabolisme

tulang dan keduanya terlibat dalam perkembangan osteoporosis. Ketidak-

seimbangan antara pembentukan tulang dan resorpsi tulang adalah kunci

dari patofisiologi dari penyakit tulang pada orang dewasa termasuk

osteoporosis (Shen et al., 2010).

2.2.1 Osteoblas

Osteoblas adalah sel pembentuk tulang dari tulang yang berkembang

dan dewasa. Selama deposisi aktif dari matriks baru, mereka tersusun

sebagai lapis epiteloid sel-sel kuboid atau kolumnar pada permukaan

tulang. Inti osteoblas biasanya terletak pada ujung sel paling jauh dari

permukaan tulang. Sitoplasmanya sangat basofilik dan sebuah kompleks

Golgi tampak mencolok sebagai daerah lebih pucat antara inti dan dasar

sel. Pada mikrograph elektrik, osteoblas memiliki struktur yang

diharapkan dari sel yang aktif menghasilkan protein. Retikulum

Page 10: BAB II KAJIAN PUSTAKA 2.1 Osteoporosis - sinta.unud.ac.id II.pdfProses pembentukan tulang yang ... adalah proses menua, menopause, faktor lain yaitu obat obatan, aktivitas . 4 fisik

10

endoplasmanya yang luas ditaburi ribosom dan banyak ribosom bebas

terdapat dalam sitoplasma. Meskipun osteoblas terpolarisasi terhadap

tulang dibawahnya, pembebasan produknya agaknya tidak terbatas pada

kutub basal karena ada sel diantaranya yang berangsur-angsur diselubungi

oleh sekretnya sendiri dan ditransformasi menjadi osteosit, terkurung

dalam matriks tulang yang baru dibentuk. Selain mensekresi berbagai

unsur matriks seperti kolagen tipe I, proteoglikan, osteokalsin,

osteonektin, dan osteopoetin, osteoblas juga menghasilkan faktor

penumbuh yang memiliki efek autokrin dan parakrin penting pada

pertumbuhan tulang. Mereka juga memiliki reseptor permukaan terhadap

berbagai hormon, vitamin, dan sitokin yang mempengaruhi aktivitasnya

(Fawcet, 1994).

2.2.2 Osteoklas

Seumur hidup tulang tetap mengalami remodeling intern dan

pembaruan yang mencakup menghilangkan matriks tulang pada banyak

tempat, diikuti penggantiannya berupa deposisi tulang baru. Dalam proses

ini, agen resorpsi tulang adalah osteoklas, sel-sel besar sampai berdiameter

150 μm dan mengandung sampai 50 inti sel. Sel-sel ini menempati

lekukan yang disebut lakuna Howship, terjadi akibat kerja erosif osteoklas

pada tulang dibawahnya (Fawcet, 1994).

Page 11: BAB II KAJIAN PUSTAKA 2.1 Osteoporosis - sinta.unud.ac.id II.pdfProses pembentukan tulang yang ... adalah proses menua, menopause, faktor lain yaitu obat obatan, aktivitas . 4 fisik

11

Osteoklas adalah sel multinukleus yang berperan dalam proses

resorpsi tulang (Shen et al., 2010). Osteoklas merupakan satu-satunya sel

yang dikenal mampu meresorbsi tulang. Osteoklas yang teraktivasi berasal

dari sel-sel prekursor mononuklear dari monosit–makrofag. Sel prekursor

monosit-makrofag mononuklear telah diidentifikasi dalam berbagai

jaringan, tetapi sel prekursor monosit-makrofag mononuklear pada

sumsum tulang diperkirakan memiliki osteoklas paling banyak (Clarke,

2006).

Osteoklas menunjukkan polaritas nyata, dengan intinya mengumpul

dekat permukaan bebasnya yang licin, sedangkan permukaan dekat tulang

menunjukkan garis-garis radial yang dulu ditafsirkan sebagai brush

border. Tetapi mikrograf elektron menunjukkan bahwa mereka tidak

begitu teratur dan terdiri atas lipatan-lipatan dalam dari membran yang

membatasi sejumlah besar cabang mirip daun, dipisahkan oleh celah-celah

sempit. Berbeda dengan brush border, yang merupakan kekhususan

permukaan stabil, pada osteoklas sangat aktif dan terus mengubah

konfigurasinya. Studi sinematografik merekam penjuluran dan penarikan

kembali cabang-cabang bordernya dan perubahan bentuknya. Istilah

deskriptif ruffled border kini banyak dipakai untuk membedakan

kekhususan pada dasar osteoklas ini dari brush border pada permukaan

lumen epitel absorptif (Fawcet, 1994).

Page 12: BAB II KAJIAN PUSTAKA 2.1 Osteoporosis - sinta.unud.ac.id II.pdfProses pembentukan tulang yang ... adalah proses menua, menopause, faktor lain yaitu obat obatan, aktivitas . 4 fisik

12

Receptor activator of NF-kB ligand (RANKL) dan Macrofag Colony

Stimulating Factor (M-CSF) merupakan dua sitokin yang berperan dalam

pembentukan osteoklas. Kedua sitokin tersebut diproduksi oleh sel

stromal pada sumsum tulang dan dalam membran osteoblas, serta

osteoklastogenesis memerlukan keberadaan sel stromal dan osteoblas pada

sumsum tulang. RANKL merupakan bagian dari keluarga TNF dan

merupakan faktor penting dalam pembentukan osteoklas. M-CSF

diperlukan untuk proliferasi, pertahanan dan diferensiasi dari prekursor

osteoklas, untuk pertahanan osteoklas dan keperluan penataan sitoskeletal

pada saat resorbsi tulang. Osteoprotegrin (OPG) merupakan protein yang

mampu mengikat RANKL dengan afinitas yang tinggi untuk menghambat

aksi dari reseptor RANK (Clarke, 2008).

2.2.3 Proses Pembentukan Tulang

Kerangka manusia dewasa memiliki total 213 tulang yang memiliki

berbagai fungsi, selain memberikan dukungan struktural untuk tubuh dan

tempat melekatnya otot-otot, melindungi struktur organ vital dan

membantu pemeliharaan homeostasis mineral dan keseimbangan asam-

basa, berfungsi sebagai reservoir faktor pertumbuhan dan sitokin serta

menyediakan lingkungan untuk hematopoesis dalam sumsum tulang.

Setiap tulang selalu mengalami remodeling selama hidup untuk membantu

beradaptasi dengan perubahan kekuatan biomekanik, serta perombakan

Page 13: BAB II KAJIAN PUSTAKA 2.1 Osteoporosis - sinta.unud.ac.id II.pdfProses pembentukan tulang yang ... adalah proses menua, menopause, faktor lain yaitu obat obatan, aktivitas . 4 fisik

13

tulang yang tua dan mengalami kerusakan mikro dan menggantinya

dengan yang baru (Stranding, 2004).

Tulang memiliki beberapa fungsi penting sebagai tempat penyimpanan

kalsium dan fosfor. Fungsi tersebut sangat penting untuk regulasi kalsium

dan fosfor dalam darah yang dipengaruhi oleh asupan mineral dalam usus

dan sekresi mineral dalam urin. Mekanisme homeostasis tulang diatur oleh

hormon paratiroid (PTH), Calcitonin (CT) dan vitamin D (Lerner, 2006).

Remodeling tulang adalah proses dimana tulang diperbarui untuk

menjaga kekuatan tulang dan homeostasis mineral. Perombakan

melibatkan penghapusan terus menerus tulang yang sudah tua,

penggantian ini memiliki sintesis matriks protein yang baru, dan

mineralisasi matriks selanjutnya untuk membentuk tulang baru. Proses

remodeling tulang meresorbsi tulang yang lama dan membentuk tulang

baru untuk mencegah akumulasi tulang dengan kerusakan mikro.

Perombakan dimulai sebelum kelahiran dan berlanjut sampai kematian.

Unit remodeling tulang terdiri dari osteoklas dan osteoblas yang secara

berurutan melaksanakan resorpsi tulang tua dan pembentukan tulang baru.

Siklus remodeling terdiri dari empat fase berurutan yaitu aktivasi,

resorpsi, pembalikan dan pembentukan. Tempat perombakan dapat

berkembang secara acak tetapi juga ditargetkan ke daerah-daerah yang

memerlukan perbaikan tulang (Clarke, 2008).

Page 14: BAB II KAJIAN PUSTAKA 2.1 Osteoporosis - sinta.unud.ac.id II.pdfProses pembentukan tulang yang ... adalah proses menua, menopause, faktor lain yaitu obat obatan, aktivitas . 4 fisik

14

Jaringan tulang tidaklah statik, tulang yang sehat memerlukan proses

remodeling dan modeling secara kontinyu untuk mempertahankan fungsi

penunjang dan sebagai regulator homeostasis mineral (Lerner, 2006).

2.2.4 Densitas Tulang

Densitas tulang dipengaruhi oleh koordinasi aktivitas osteoblas dan

osteoklas. Proses remodeling tulang ini tidak hanya untuk

mempertahankan massa tulang, tetapi berfungsi juga untuk memperbaiki

kerusakan mikro pada tulang, untuk mencegah terlalu banyak tulang yang

tua dan untuk fungsi homeostasis mineral. Aktivitas osteoblas dan

osteoklas dikontrol oleh berbagai macam hormon dan sitokin. Yang

terpenting adalah hormon seks untuk menjaga massa tulang tetap

seimbang dan jika kekurangan salah satu hormon seks baik estrogen

maupun testosteron dapat menurunkan massa tulang dan meningkatkan

resiko osteoporosis (Lerner, 2006).

Sifat mekanikal tulang sangat tergantung pada sifat material tulang

tersebut. Pada tulang kortikal kekuatan tulangnya sangat tergantung pada

kepadatan dan porositasnya. Semakin bertambahnya umur, tulang semakin

keras karena mineralisasi sekunder semakin baik, tetapi juga tulang

semakin getas, tidak mudah menerima beban (Fawcet, 1994).

Page 15: BAB II KAJIAN PUSTAKA 2.1 Osteoporosis - sinta.unud.ac.id II.pdfProses pembentukan tulang yang ... adalah proses menua, menopause, faktor lain yaitu obat obatan, aktivitas . 4 fisik

15

Pada tulang trabekular, kekuatan tulang juga tergantung pada

kepadatan tulang dan porositasnya. Penurunan densitas tulang trabekular

sekitar 25%, sesuai dengan peningkatan umur 15-20 tahun dan penurunan

kekuatan tulang sekitar 44%. Sifat mekanikal tulang trabekular ditentukan

oleh mikroarsitekturnya, yaitu susunan trabekulasi pada tulang tersebut,

termasuk jumlah, ketebalan, jarak dan interkoherensi antara satu

trabekulasi dengan trabekula lainnya. Dengan bertambahnya umur, jumlah

dan ketebalan trabekula akan menurun, jarak antar trabekula dengan

trabekula lainnya bertambah jauh dan interkoneksi juga makin buruk

karena banyaknya trabekula yang putus (Fawcet, 1994).

2.3 Kombucha tea

2.3.1 Sejarah

Kombucha tea adalah teh yang dibuat dengan fermentasi teh hitam,

gula dan kultur Kombucha (Chen dan Liu, 2000). Cita rasa Kombucha

tea sedikit manis dan asam (Jayabalan et al., 2008). Teh ini juga

disebut dengan berbagai nama yang berbeda seperti Fungus japonicas,

Fungo-Japan, Manchurian mushroom tea, Combucha fungus tea,

Pichia fermentans, Cembuya oientalis, Tschambucco, Volga spring,

Mo-gu, Champinon de longue vie, Teekwass, Kwassan, Kargasok tea

dan the champagne of life (Cavusoglu dan Guler, 2010).

Page 16: BAB II KAJIAN PUSTAKA 2.1 Osteoporosis - sinta.unud.ac.id II.pdfProses pembentukan tulang yang ... adalah proses menua, menopause, faktor lain yaitu obat obatan, aktivitas . 4 fisik

16

Minuman Kombucha tea telah dinikmati di banyak negara dalam

waku yang lama, dan akhir-akhir ini banyak laporan ilmiah yang

mengindikasi teh ini mampu menjaga kesehatan dan mencegah

penyakit kronis. Teh ini aslinya dari Cina dan berkembang mulai

tahun 220 SM dimana “Divine Che” dianugrahi oleh kaisar dinasti

Tsin atas minuman pendetoks dan penambah energinya. Pada tahun

414 SM, teh inidibawa oleh Dokter Kombu dari Korea ke Jepang

untuk mengobati masalah pencernaan sang kaisar Jepang saat itu.

Kemudian teh tersebut dikenalkan di negara Eropa oleh penjelajah

Portugis dan Belanda. Sebutan Tea Kvass untuk Kombucha tea

dikenalkan di Rusia oleh para pedagang Cina (Dufresne dan

Farnworth, 2000).

Kultur Kombucha merupakan lapisan bersifat gelatinoid (gel)

dan liat berbentuk piringan datar berwarna putih dengan ketebalan 0,3-

1,2 cm. Struktur ini tersusun atas selulosa hasil metabolisme bakteri

asam asetat. Kultur Kombucha ini terbentuk mula-mula berupa

lapisan tipis seperti film di permukaan cairan teh dan semakin lama

tumbuh meluas dan menebal secara berlapis. Kultur Kombucha dapat

terletak mengapung di permukaan cairan atau kadang tenggelam

dalam medium teh (Rinihapsari dan Richter, 2008). Para ahli

menyebut jamur bakteri ini dengan sebutan Symbiosis Colony of

Page 17: BAB II KAJIAN PUSTAKA 2.1 Osteoporosis - sinta.unud.ac.id II.pdfProses pembentukan tulang yang ... adalah proses menua, menopause, faktor lain yaitu obat obatan, aktivitas . 4 fisik

17

Bactery Yeast (koloni scoby). Sifatnya yang seperti gel membuat

bentuk koloni scoby mengikuti bentuk wadah (tempat pembiakan).

Tumbuh pada lingkungan yang mengandung glukosa, misalnya teh

manis (Naland, 2008).

2.3.2 Kandungan

Kultur Kombucha tea dapat mencakup beberapa jenis ragi dan bakteri

seperti Saccharomycodes ludwigii, Schizosaccharomyces pombe,

Brettanomyces bruxellensis, Bacterium xylinum, Bacterium

gluconicum, Bacterium xylinoides, Bacterium katogenum, Pichia

fermentans and Candida stellata. Didalamnya juga berisi pendetoks

hati, antioksidan, polifenol, probiotik, dan bentuk bebas asam amino

(Cavusoglu dan Guler, 2010). Polifenol merupakan senyawa yang

memiliki aktivitas antioksidan yang paling kuat (Cabrera et al., 2003).

Selama fermentasi, kultur Kombucha akan menghasilkan

sejumlah alkohol (0,5-1%), karbon dioksida, vitamin B kompleks

(B1/tiamin, B2/riboflavin, B3/niasin, B6/piridoksin,

B12/sianokobalamin, vitamin C, asam folat, asam glukoronat, asam

asetat, asam laktat, asam amino esensial, enzim, antibiotik dan

kandungan lain seperti polifenol (Naland, 2008).

Page 18: BAB II KAJIAN PUSTAKA 2.1 Osteoporosis - sinta.unud.ac.id II.pdfProses pembentukan tulang yang ... adalah proses menua, menopause, faktor lain yaitu obat obatan, aktivitas . 4 fisik

18

Polifenol diketahui tidak hanya berperan dalam pencegahan

penyakit jantung dan kanker, tetapi juga pencegahan osteoporosis

karena potensi karakter antioksidan dan antiinflamasi. Selain itu

Polifenol golongan Katekin juga menghambat produksi dari TNF-α

dan IL-6 sehingga osteoblas mampu bertahan lebih lama. Katekin juga

menghambat proses aktivasi Nuclear Factor-κB (NF-κB) sehingga

menurunkan pertumbuhan sel osteoklas (Shen et al., 2010).

Polifenol yang terdapat dalam Kombucha tea yaitu epicatechin

(EC), epigallocatechin (EGC), epicatechin gallate (ECG),

epigallocatechin gallate (EGCG), theaflavin (TF) dan thearubigins

(TR)(Jayabalan et al., 2007). Salah satu katekin yaitu EGC, dapat

menstimulasi diferensiasi osteoblas dan menghambat induksi RANKL

dalam diferensiasi osteoklas (Ko et al., 2009). EGCG dan theaflavin

dapat meningkatkan jumlah osteoblas, osteoblastogenesis, dan

pembentukan tulang, terbukti dengan adanya peningkatan

kelangsungan hidup osteoblastik, proliferasi dan diferensiasi tulang

(Vali et al., 2007).

Tes fitokimia dilakukan pada Kombucha tea hasil fermentasi

14 hari, hasil yang didapatkan adanya kandungan triterpenoid (+),

steroid (+), flavonoid (+), alkaloid (+), fenolat (+), tanin (+) dan

saponin (+).

Page 19: BAB II KAJIAN PUSTAKA 2.1 Osteoporosis - sinta.unud.ac.id II.pdfProses pembentukan tulang yang ... adalah proses menua, menopause, faktor lain yaitu obat obatan, aktivitas . 4 fisik

19

2.3.3 Manfaat

Rendahnya produktivitas kontaminasi dari mikroorganisme

berbahaya yang menyebabkan penyakit membuat Kombucha tea aman

untuk dipersiapkan sendiri di rumah tanpa risiko patogenik untuk

kesehatan (Talawat et al., 2006).

Beberapa penelitian telah dilakukan terhadap sejumlah

pemakai Kombucha yang terdapat di daerah Kargasok (Rusia),

Polandia, Amerika, Cina dan beberapa negara lainnya untuk

membuktikan khasiat Kombucha tea. Penduduk Kargasok

mengkonsumsi Kombucha tea setiap hari sehingga banyak yang

berumur panjang bahkan lebih dari 100 tahun. Meskipun sudah tua,

mereka tetap melakukan aktifitas seperti orang yang masih produktif.

Selain itu di Rusia, Kombucha tea juga digunakan untuk mengobati

pecandu minuman keras. Setelah mengkonsumsi Kombucha tea secara

rutin, kebiasaan minum minuman beralkohol akan berkurang dan

bahkan ditinggalkan. Efektifitas penyembuhan dari Kombucha tea

berbasis pada asam glukonat, asam glukoronat, asam laktat, asam

asetat, vitamin C, vitamin B serta zat-zat antibiotik. Meskipun

demikian, Kombucha tea bukanlah obat dan tidak bisa menggantikan

penggunaan obat resep dokter. Prinsipnya Kombucha tea berperan

meningkatkan derajat kesehatan dan daya tahan tubuh. Dengan

Page 20: BAB II KAJIAN PUSTAKA 2.1 Osteoporosis - sinta.unud.ac.id II.pdfProses pembentukan tulang yang ... adalah proses menua, menopause, faktor lain yaitu obat obatan, aktivitas . 4 fisik

20

meningkatnya kondisi daya tahan dan kesehatan tubuh, pencegahan

dan penyembuhan berbagai macam penyakit bisa lebih optimal

(Naland, 2008). Hasil fermentasi dan oksidasi dari mikroorganisme

pada Kombucha tea menghasilkan berbagai macam asam organik,

vitamin dan enzim-enzim. Penelitian menunjukkan bahwa Kombucha

tea mampu meningkatkan daya tahan terhadap kanker, mencegah

penyakit jantung, melancarkan pencernaan, menstimulasi kekebalan

tubuh dan mengurangi peradangan (Dufresne dan Farnworth, 2000).

Aktivitas antioksidan Kombucha tea meningkat sejalan dengan

lamanya fermentasi (Suhartatik dan Kurniawati, 2008).

2.3.4 Proses fermentasi

Proses fermentasi dimulai saat kultur mengubah glukosa

menjadi alkohol dan karbondioksida. Kemudian bereaksi dengan air

membentuk asam karbonat. Alkohol akan teroksidasi menjadi asam

asetat. Asam glukonat terbentuk dari oksidasi glukosa oleh bakteri dari

genus Acetobacter. Kultur dalam waktu bersamaan juga menghasilkan

asam-asam organik lainnya. Jika nutrisi dalam medium telah habis

dikonsumsi, kultur akan berhenti tumbuh tetapi tidak mati. Kultur

akan aktif lagi jika memperoleh nutrisi kembali. Lama fermentasi

berkisar 4-14 hari. Semakin lama fermentasi maka akan semakin asam

dan rasa manis semakin berkurang. Lama fermentasi yang disarankan

Page 21: BAB II KAJIAN PUSTAKA 2.1 Osteoporosis - sinta.unud.ac.id II.pdfProses pembentukan tulang yang ... adalah proses menua, menopause, faktor lain yaitu obat obatan, aktivitas . 4 fisik

21

adalah 14 hari karena gula telah benar-benar difermentasi dan

minuman memiliki rasa yang kuat seperti anggur (Hidayat et al.,

2006).

2.4 Tikus wistar

Tikus wistar adalah salah satu strain dari tikus putih (Rattus

norvegicus) yang merupakan tikus rumah dan binatang asli Asia, India,

dan Eropa Barat. Tikus laboratorium adalah spesies tikus putih yang

dibesarkan dan disimpan untuk penelitian ilmiah. Tikus laboratorium akan

digunakan sebagai model hewan yang penting untuk penelitian.

Klasifikasidari tikus putih

Kingdom : Animalia

Phylum : Chordota

Subphylum : Vertebrata

Class : Mammalia

Order : Rodentia

Family : Muridae

Genus : Rattus

Species : Norwegicus