6

BAB II

KAJIAN PUSTAKA

2.1 Penuaan (Aging)

2.1.1 Definisi

Penuaan adalah proses penurunan kemampuan jaringan untuk

memperbaiki diri dan mempertahankan struktur serta fungsi normalnya. Sehingga

tubuh tidak dapat bertahan terhadap jejas (termasuk infeksi) dan tidak dapat

memperbaiki kerusakan tersebut. Proses penuaan ini akan terjadi pada seluruh

organ tubuh , meliputi organ dalam tubuh dan organ terluar dan terluas tubuh,

yaitu kulit. (Cunningham, 2003; Yaar dan Gilchrest, 2007)

2.1.2 Patogenesis Penuaan

2.1.2.1 Teori Terjadinya Proses Penuaan (Klatz dan Goldman, 2003; Yaar dan

Gilchrest, 2008)

1. Teori Radikal Bebas

Banyak teori yang menjelaskan mengenai penuaan, yang paling banyak

dianut adalah teori radikal bebas. Radikal bebas adalah elektron dalam

tubuh yang tidak memiliki pasangan sehingga akan berusaha mencari

pasangan agar dapat berikatan dan stabil. Sebelum mendapat pasangan

radikal bebas akan terus menerus merusak sel tubuh termasuk sel tubuh

normal. Hal tersebut mengakibatkan sel akan cepat rusak dan menua,

bahkan mungkin dapat menimbulkan terjadi kanker atau keganasan.

Radikal superoksid dan hidroksil akan terbentuk saat respirasi

7

mitokondria yang timbul akibat autooksidasi berbagai molekul

intraseluler serta akibat pengaruh lingkungan seperti sinar ultraviolet.

Enzim superoksid dismutase (SOD) yang dirusak oleh radikal bebas

akan menyebabkab fungsi sel menurun dan rusak. Seiring

bertambahnya umur, SOD akan menurun jumlahnya sehingga

mengakibatkan antioksidan alami tubuh tidak mampu lagi menetralisir

oksidan yang terbentuk. Proses penuaan pada kulit yang dipicu oleh

sinar UV (photoaging) merupakan salah satu bentuk implementasi dari

teori ini.

2. Teori Replikasi DNA (Deoxyribonucleic Acid Replication Theory)

Teori ini mengemukakan bahwa proses menua merupakan akumulasi

bertahap kesalahan dalam masa replikasi DNA. Kerusakan DNA akan

menyebabkan pengurangan kemampuan replikasi DNA yang

mempengaruhi masa hidup sel. Diperkirakan sekitar 50% DNA akan

menghilang dari jaringan pada usia kira kira 70 tahun.

3. Teori Kelainan Alat (Orgel Error Theory)

Kesalahan transkripsi DNA akan dapat menghasilkan RNA yang tidak

sempurna, hal tersebut mengakibatkan kelainan pada berbagai enzim

dan protein intraseluler sehingga terjadi gangguan fungsi sel dan

menyebabkan kerusakan atau kematian sel bersangkutan.

4. Teori Ikatan Silang (Cross Linkage Theory)

Proses menua terjadi akibat terbentuk ikatan silang yang progresif

antara protein intraseluler dan interseluler seperti contoh pada serabut

8

kolagen. Ikatan silang ini akan meningkat dengan bertambahnya umur.

Ikatan silang ini akan menyebabkan penurunan elastisitas dan

kelenturan kolagen pada membran basalis atau pada substansi dasar

jaringan penyambung dan hal tersebut akan menyebabkan kerusakan

fungsi organ.

5. Teori Program Genetik

Teori ini mengatakan bahwa, organ tubuh kita sudah memiliki program

genetik dalam DNA masing masing yang akan mengatur fungsi fisik

dan mental masing - masing individu. Program ini yang akan

menentukan berapa usia kita mulai menua, usia berapa kita akan

meninggal. Setiap seakan memiliki bom waktu yang berdetik terus

sampai masanya habis dan setelah itu meninggal.

6. Teori Endokrin

Proses menua dikendalikan oleh alat pacu antara lain timus,

hipotalamus, hipofise, kelenjar tiroid yang bekerjasama mengatur

keseimbangan hormonal dan regenerasi sel tubuh manusia. Jumlah

produksi hormon adalah saling berinteraktif. Bilamana salah satu

hormon produksinya berkurang akan menyebabkan produksi hormon

yang lain dapat berubah, bisa berkurang dan bahkan malah bertambah.

Ketidakseimbangan sistem hormonal menyebabkan proses penuaan.

7. Teori Telomerase

Telomer adalah rangkaian asam nukleat yang terdapat di ujung

kromosom yang berfungsi sebagai penjaga keutuhan kromosom.

9

Setiap kali sel tubuh membelah maka telomer akan menjadi lebih

pendek. Bila ujung telomer sudah terlalu pendek maka kemampuan

sel untuk membelah atau mereparasi akan berkurang, melambat dan sel

akhirnya tidak dapat membelah lagi atau mati.

2.1.2.2 Proses Penuaan pada Kulit

Kulit merupakan salah satu organ tubuh yang secara langsung akan

memperlihatkan terjadinya proses penuaan. Penuaan kulit berlangsung secara

perlahan. Penampilan kulit, kehalusan, elastisitas, warna serta kecerahannya

memberikan gambaran usia seseorang. Penampilan kulit wajah tidak hanya

sebagai pantulan penuaan kulit, namun juga mencerminkan perubahan akibat

pengaruh penuaan ekstrinsik yang dapat membuat seseorang tampak lebih tua

dari usianya (Breinneisen et al., 2002; Yaar dan Gilchrest, 2008).

Proses menua kulit terdiri atas dua hal yang saling berkesinambungan,

yaitu:

1. Penuaan intrinsik (penuaan sejati/intrinsic aging )

Penuaan intrinsik merupakan proses menua fisiologik yang berlangsung

secara alami, yang disebabkan oleh berbagai faktor dari dalam tubuh

sendiri misalnya genetik, ras dan hormonal. Faktor genetik,

mempengaruhi awal terjadi proses menua pada seseorang. Faktor ras,

terutama struktur kulit berperan dalam sistem pertahanan tubuh

terhadap lingkungan. Faktor hormonal sangat erat kaitannya dengan

usia. Proses alamiah ini tidak dapat dihindari (Soepardiman, 2003; Yaar

dan Gilchrest, 2007; Baumann dan Saghari, 2009)

10

2. Penuaan ekstrinsik (photoaging/extrinsic aging )

Penuaan ekstrinsik terjadi akibat berbagai faktor dari luar tubuh. Faktor

lingkungan seperti pajanan sinar matahari / ultraviolet yang berlebihan,

kelembaban udara, suhu, asap rokok, polusi dan berbagai faktor

eksternal lainnya seperti cara perawatan kulit yang salah, penyakit

menahun, gizi buruk, bahan tambahan pada makanan (pengawet,

pewarna, pelezat makanan), kebiasaan merokok, minum alkohol

maupun kopi secara berlebihan, sering mengalami stres, pajanan

bahan-bahan kimia, penurunan berat badan yang terlalu cepat dan

pemakaian kosmetik yang tak diperlukan, berulang-ulang dan

berlangsung lama dapat mempercepat proses menua kulit. Lebih kurang

90% kulit menua dimulai pada usia 20 tahun. Proses ini dapat dicegah

dengan menghindari faktor - faktor yang mempercepat proses tersebut.

(Wlascheck et al, 2001; Chung et al, 2003; Yaar dan Gilchrest, 2007;

Baumann dan Saghari, 2009 )

2.2 Kulit

2.2.1 Definisi dan Anatomi Kulit

Kulit adalah organ yang terletak paling luar dan membatasi organ lainnya

dari lingkungan hidup manusia. Kulit memiliki fungsi utama sebagai pelindung

dari berbagai macam gangguan dan rangsangan luar. Fungsi perlindungan ini

terjadi melalui sejumlah mekanisme biologis, seperti pembentukan lapisan tanduk

secara terus-menerus (keratinasi dan pelepasan sel-sel yang sudah mati), respirasi

11

dan pengaturan suhu tubuh, produksi sebum dan keringat, dan pembentukan

pigmen melanin untuk melindungi kulit dari bahaya sinar ultraviolet matahari,

sebagai peraba dan perasa, serta pertahanan terhadap tekanan dan infeksi dari luar

(Tranggono dan Latifah, 2007).

Gambar 2.1 Anatomi Kulit Manusia (Mescher, 2009)

Kulit terdiri dari tiga lapisan yang mempunyai fungsi dan karakteristik

berbeda. Ketiga lapisan tersebut yaitu lapisan epidermis, lapisan dermis dan

lapisan subkutan/hipodermis .

2.2.1.1 Lapisan epidermis.

Lapisan kulit yang paling luar disebut epidermis. Epidermis sangat

penting dalam kosmetika karena lapisan ini memberikan tekstur, kelembaban serta

warna kulit. Sel penyusun utama lapisan epidermis adalah keratinosit. Keratinosit

12

diproduksi oleh lapisan sel basal. Apabila keratinosit matang akan bergerak ke

lapisan di atasnya yang disebut dengan proses keratinisasi (Baumann dan Saghari,

2009). Epidermis merupakan epitel gepeng (skuamosa) berlapis. Pada

berbagai bagian tubuh, epidermis memiliki ketebalan yang berbeda, paling tebal

berukuran 1 mm, misalnya pada telapak kaki dan telapak tangan, dan lapisan

yang tipis berukuran 0,1 mm terdapat pada kelopak mata, pipi, dahi dan perut

(Tranggono dan Latifah, 2007).

Lapisan epidermis terbagi dari bagian terluar hingga ke dalam menjadi 5

lapisan, yakni (Chu, 2008; Mescher, 2013):

1. Lapisan Tanduk (Stratum Corneum)

Stratum korneum merupakan lapisan kulit yang paling luar, terdiri atas

beberapa lapis sel-sel gepeng yang mati, tidak berinti dan

protoplasmanya telah berubah menjadi keratin (zat tanduk).

2. Lapisan Jernih (Stratum Lucidum)

Stratum lusidum berada langsung di bawah lapisan korneum,

merupakan lapisan sel-sel gepeng tanpa inti dengan protoplasma yang

berubah menjadi protein yang disebut eleidin.

3. Lapisan berbutir-butir (Stratum Granulosum)

Stratum granulosum (lapisan keratohialin) merupakan 2-3 lapis sel-sel

gepeng dengan sitoplasma berbutir kasar dan terdapat inti di antaranya,

butiran kasar tersebut terdiri atas keratohialin. Granula keratohialin

mengandung profilagrin dan akan berubah menjadi filagrin dalam dua

sampai tiga hari. Filagrin akan terdegradasi menjadi molekul yang

13

berkontribusi terhadap hidrasi pada stratum korneum dan membantu

penyerapan radiasi sinar ultraviolet.

4. Lapisan Malphigi (Stratum Spinosum atau Malphigi Layer)

Stratum spinosum (stratum malphigi) lapisan ini disebut juga prickle

cell layer, terdiri atas beberapa lapis sel yang berbentuk poligonal,

protoplasmanya jernih karena banyak mengandung glikogen, dan inti

terletak di tengah-tengah.

5. Lapisan Basal (Stratum Germinativum atau Membran Basalis)

Merupakan lapisan paling bawah dari epidermis. Stratum basale terdiri

atas sel-sel berbentuk kubis (kolumner) yang tersusun vertikal berbaris

seperti pagar pada perbatasan dermo-epidermal. Lapisan sel basal

berfungsi melindungi epidermis dengan terus menerus memperbarui

selnya.

Gambar 2.2 Lapisan epidermis pada kulit tebal (Mescher, 2009)

14

2.2.1.2 Lapisan Demis

Merupakan lapisan yang terletak di antara lapisan epidermis dan subkutan.

Lapisan ini lebih tebal daripada epidermis, terdiri atas sel-sel dalam berbagai

bentuk dan keadaan, terutama terdiri dari bahan dasar serabut kolagen dan elastin

yang berada di dalam substansi dasar yang bersifat koloid dan terbuat dari gelatin

mukopolisakarida.

Dermis dibagi menjadi dua bagian yaitu: a) pars papilare, bagian yang

menonjol ke epidermis, berisi ujung serabut saraf dan pembuluh darah; b) pars

retikulare terdiri atas serabut-serabut penunjang seperti serabut kolagen, elastin

dan retikulin. Dasar (matriks) lapisan ini terdiri atas asam hialuronat dan

kondroitin sulfat, serta fibroblas.

Serabut kolagen dihasilkan oleh fibroblas, membentuk ikatan yang

mengandung hidroksiprolin dan hidroksilisin. Serabut elastin biasanya

bergelombang berbentuk amorf dan mudah mengembang serta lebih elastis.

Gambar 2.3 Lapisan epidermis pada kulit tipis (C=Stratum Corneum; S=Stratum

Spinosum; G=Stratum Granulosum, B=Stratum Basale; Ep=Epidermal Pegs; DP=Dermal Papillare; D=Dermis) (Mescher, 2009)

15

Retikulin mirip dengan kolagen muda (Chu, 2008). Serabut kolagen dapat

mencapai 72% dari keseluruhan berat kulit manusia bebas lemak. Di dalam

dermis terdapat juga folikel rambut, papila rambut, kelenjar keringat, saluran

keringat, kelenjar sebasea, otot penegak rambut, ujung pembuluh darah dan ujung

saraf, juga sebagian serabut lemak yang tedapat pada lapisan lemak bawah kulit

(subkutis/hipodermis) (Tranggono dan Latifah, 2007).

2.2.1.3 Lapisan Subkutan

Lapisan subkutan atau hipodermis terdapat di antara dermis dan jaringan

serta organ di bawahnya. Lapisan ini terdiri dari sebagian besar jaringan adiposa

dan merupakan tempat penyimpanan lemak tubuh. Lapisan ini juga memiliki

fungsi sebagai pengikat kulit dengan permukaan di bawahnya, menyerap

guncangan dari benturan kulit, dan menyediakan penyekatan suhu (Pack, 2007).

2.2.2 Stratum Korneum

Di antara berbagai fungsi kulit, fungsi yang paling vital dijalankan oleh

stratum korneum (SC). SC merupakan lapisan paling superfisial dari epidermis.

Pada lapisan ini, keratinosit yang sudah matang akan mengalami proses

keratinisasi. Lapisan ini memberikan perlindungan mekanik pada kulit dan

sebagai barier untuk mencegah kehilangan air pada kulit atau untuk mencegah

terjadi transepidermal water loss (TEWL) (Baumann dan Saghari, 2009).

Sehingga dapat mempertahankan hidrasi kulit yang menyebabkan kulit tetap

lembut dan lembab bahkan dalam lingkungan yang sangat kering sekalipun (Elias,

2004; Fore-Pflinger, 2004).

16

SC secara efektif melindungi tubuh kita dari lingkungan yang kering dan

dari faktor – faktor eksternal yang merusak, meskipun SC merupakan membran

barier biologis yang tipis dengan ketebalan kurang dari 20µm. SC terdiri dari

kumpulan sel kulit mati yang bentuknya cenderung pipih dari keratinosit

epidermis dan interseluler lipid lamellae. Korneosit dilapisi oleh lapisan keras

yang mengalami kornifikasi oleh protein-protein yang berada dalam ikatan silang,

terdiri dari kadar ceramide yang hampir sama, asam lemak bebas rantai panjang,

dan kolesterol. Bagian dari ceramide dan lapisan korneosit dewasa yang

mengalami kornifikasi menjadikan SC sebagai membran barier yang padat.

SC tersusun dari 15 lapisan korneosit yang tersusun rapat pada sebagian

besar area tubuh kecuali beberapa bagian tertentu seperti wajah dan area kelamin

yang SC nya jauh lebih tipis yakni terdiri dari <10 lapisan sel. Atau area

palmoplantar yang SC nya sangat tebal, terdiri dari lapisan sel >50 lapis. Pada

umumnya, korneosit yang terletak di permukaan kulit mengalami deskuamasi

dengan kecepatan satu lapisan sel per hari, sementara korneosit lapisan di

bawahnya yang baru terbentuk akan menambah lapisan yang berada di atasnya.

Jadi, waktu pergantian (turnover) SC pada hampir sebagian besar tubuh individu

usia muda adalah sekitar 2 minggu, yang menyebabkan seluruh SC secara total

tergantikan oleh korneosit yang baru terbentuk (Chuong, 2002; Oaklander et al,

2005; Tagami, 2008).

SC merupakan sel yang tidak berinti mengandung banyak protein

(profilagrin, filagrin dan granula keratohialin) (Byun et al, 2011). Protein filaggrin

penting dalam menjaga fungsi barier kulit yang efektif. Profilaggrin, disintesis di

17

lapisan granular epidermis, merupakan komponen utama keratohyalin. Melalui

berbagai modifikasi post translational, profilaggrin dikonversikan ke filaggrin,

yang menggabungkan antara filamen keratin di lapisan bawah korneum. Filaggrin

adalah proteolyzed dan dimetabolisme menghasilkan asam amino bebas yang

dapat berperan penting sebagai senyawa yang mengikat air di atas SC.

Siklus normal dari kulit, hidrasi dan dehidrasi berperan dalam deskuamasi

normal. Pada kulit yang terpapar sinar matahari secara kronis dan terus menerus

dapat menyebabkan siklus ini terganggu (Schwartz, 2001). Deskuamasi SC yang

lebih lambat dapat menyebabkan penurunan proliferasi epidermis. Hal ini

menyebabkan SC menjadi lebih tebal, yakni terdiri dari korneosit yang membesar.

Secara klinis kulit akan menjadi kering, kasar dan mudah terjadi kelainan pada

kulit (Tagami, 2008).

Gambar 2.4 Gambar Tepi Atas dan Tepi Bawah Stratum Korneum (Pearson, 2012)

18

2.2.3 Papila Dermis

Zona membran basalis yang membentuk perbatasan antara epidermis dan

dermis disebut dermal-epidermal junction (DEJ). Lapisan ini berfungsi untuk

melekatkan lapisan epidermis dan demis, mempertahankan terhadap kerusakan

dari luar, serta mempertahankan integritas kulit. Penuaan pada kulit dapat

menyebabkan perbatasan dermo-epidermal mendatar sehingga dapat

menyebabkan tinggi papila dermis menurun. Papila dermis merupakan tonjolan

jaringan dermis ke arah epidermis. Tinggi papila dermis adalah daerah dari tepi

atas papila dermis hingga dasar bawah epidermal ridge (Giangreco et al, 2009).

Sel penyusun utama lapisan dermis adalah fibroblas yang mensintesis

kolagen, elastin dan glikosaminoglikan. Selain itu, terdapat sel dendrosit, sel mast,

makrofag dan limfosit. Fibroblas juga mensekresi enzim matriks metaloproteinase

(MMP) yang dapat mendegradasi sebagian besar protein pada matriks

ekstraseluler dermis (Chu, 2008).

Bertambahnya usia dan paparan sinar UV yang terus menerus

menyebabkan jumlah fibroblas akan menurun, kemampuan membelahnya juga

menurun, terjadi peningkatan produksi MMP yang semuanya menyebabkan

terjadinya penurunan produksi dan jumlah kolagen serta komponen lainnya di

dalam matriks ekstraseluler dermis. Dengan demikian, sinar UV yang

menginduksi MMP akan mendegradasi kolagen kulit dan merusak integritas

struktur dermis dan akan menyebabkan perbatasan dermo-epidermal mendatar

(Seo dan Chung, 2006; Helfrich et al., 2008).

Perbatasan dermo-epidermal yang relatif datar menyebabkan luas

19

permukaan antara epidermis dan dermis menurun sehingga kulit menjadi rapuh

karena berkurangnya nutrisi dan oksigen serta terganggunya pembuangan

produk-produk yang tidak diperlukan. Hal ini sesuai dengan pengamatan klinis

bahwa kulit pada usia tua menjadi keriput, kendor dan rentan terhadap trauma

oleh gesekan dan kemampuan untuk penyembuhan luka menurun (Farage et al,

2013).

Gambar 2.5 Papila Dermis (Pearson, 2012)

20

2.2.4 Perubahan Histologis Epidermis dan Dermis Akibat Photoaging

Perubahan yang terjadi pada epidermis dan dermis yang mengalami

photoaging dapat dilihat pada tabel 2.1 dan tabel 2.2 berikut ini :

Tabel 2.1 Perubahan Histologis Epidermis Akibat Photoaging

Tabel 2.2 Perubahan Histologis Dermis Akibat Photoaging

Bagian Kulit Akibat photoaging Lapisan epidermis Tebal

Sel – sel epidemis - Sel – sel tidak seragam

- Sel – sel terdistribusi tidak merata - Pembesaran berkala

Stratum korneum - Peningkatan lapisan sel

- Ukuran serta bentuk korneosit bervariasi

Melanosit - Peningkatan jumlah sel - Sel – sel bervariasi - Peningkatan produksi melanosom

Sel – sel langerhans - Pengurangan sel dalam jumlah yang besar

- Sel – sel bervariasi

Bagian Kulit Akibat photoaging Jaringan elastin - Meningkat secara drastis

- Berubah menjadi massa yang tidak berbentuk

Kolagen - Serat kolagen dan jaringan ikat ikut menurun jumlahnya

Retikular dermis: Fibroblast Sel mast

Sel inflamasi

- Semakin tebal - Meningkat dan aktif - Meningkat - Berperan

Pembuluh kapiler - Abnormal

21

2.3 Sinar Ultraviolet

Sinar matahari terdiri dari spectrum kontinu radiasi elektromagnetik yang

terbagi menjadi tiga bagian yaitu, sinar ultraviolet (45%), sinar tampak (5%), dan

sinar inframerah (50%). Panjang gelombang sinar UV berada antara 100nm –

400nm. Radiasi UV dibagi menjadi 3 kategori tergantung pada panjang

gelombangnya yaitu gelombang panjang (UVA), gelombang medium (UVB), dan

gelombang pendek (UV-B) (Svobodova et al., 2006).

Sinar UV-A dengan spektrum 320-400 nm, adalah jenis radiasi yang

lemah. 1000 kali lebih lemah daripada UV-B namun 100 kali lebih banyak

mencapai permukaan bumi, sekitar 90-95% dari total radiasi sinar matahari yang

berhasil sampai ke permukaan bumi. UV-A dapat menembus sampai kedalaman

1000 μm. Radiasi UV-A diserap sebagian besar pada lapisan epidermis, tetapi

20-30% mencapai bagian yang lebih dalam dermis kulit manusia. Dan

bertanggung jawab atas timbulnya tumor kulit baik yang jinak maupun kanker

(Svobodova et al., 2006).

Sinar UV-B dengan spektrum 280-320 nm, paling banyak menembus

atmosfer bumi. Walaupun hanya 5% dari total radiasi sinar matahari, tetapi

bertanggungjawab atas sebagian besar photodamage pada kulit. Sinar UV-B dapat

memicu baik langsung maupun tidak langsung, kerusakan DNA, stres oksidatif,

penuaan dini kulit dan berbagai efek terhadap sistem imun, serta memiliki efek

penting terhadap timbulnya tumor kulit. Sinar UVB dapat menginduksi

perubahan terutama pada lapisan epidermis, yang merupakan tempat dimana

sebagian besar sinar UVB diserap. Sinar UVB dapat merusak DNA dalam

22

keratinosit dan melanosit, juga bertanggung jawab dalam munculnya thymidine

dimer. Sel-sel yang terkena dampak dari sinar UVB akan muncul sebagai sel kulit

yang terbakar (sunburn) yang terlihat 8 sampai 12 jam setelah paparan serta

beberapa efek lainnya yang muncul seperti keratosis actinic, lentigo, karsinoma,

dan melanoma (Svobodova et al., 2006; Ivic, 2008).

Sinar UV-C dengan spektrum 100-280 nm, adalah radiasi yang paling

banyak diserap di lapisan ozon atmosfer bumi dan normalnya tidak mencapai

permukaan bumi. Sinar UV-C memiliki potensi yang sangat besar dalam

menyebabkan terjadinya kerusakan biologis dengan waktu yang sangat singkat.

Panjang gelombang ini memiliki energi yang sangat hebat dan bersifat sangat

mutagenik (Svobodova et al., 2006).

Radiasi UV-B yang mencapai kulit, 70 % diserap pada stratum korneum,

20% mencapai seluruh epidermis, dan hanya 10% mencapai bagian atas dermis.

Radiasi UV-A diabsorbsi sebagian besar pada epidermis, dan hanya 10%

mencapai bagian atas dermis. Radiasi UV-A diabsorbsi sebagian besar pada

epidermis, tetapi 20-30% radiasi ini mencapai bagian yang lebih dalam dermis

dibandingkan dengan UV-B. Walaupun UV-B memiliki panjang gelombang yang

lebih pendek tetapi lebih efisien mencapai permukaan bumi, lebih kuat terserap

pada epidermis dan lebih eritemogenik dibandingkan dengan

UV-A (Rigel, 2004).

2.4 Radikal bebas dan Photoaging

Radikal bebas merupakan atom atau molekul yang memiliki satu atau

lebih elektron tidak berpasangan pada lapisan terluarnya. Hal ini mengakibatkan

23

radikal bebas bersifat sangat reaktif dan dapat bereaksi dengan protein, lipida,

karbohidrat dan DNA. Radikal bebas akan mengambil elektron dari molekul

stabil terdekat sehingga mengakibatkan reaksi berantai pembentukan radikal

bebas (Pangkahila, 2011; Hartanto, 2012).

Sumber radikal bebas dapat berasal dari dalam tubuh (endogen) dan dari

luar tubuh (eksogen). Bahan radikal bebas dalam tubuh paling banyak berasal

dari oksigen disebut sebagai ROS, yang dapat timbul dalam pembentukan energi

dalam tubuh atau pada waktu netrofil menghancurkan benda asing dalam tubuh.

Sebaliknya radikal bebas dari luar sebagian besar berasal dari sinar matahari

(Pillai et al., 2005)

Adanya molekul oksigen (O2) dalam kulit yang terdapat pada bagian

bawah epidermis merupakan target utama gelombang sinar UV yang masuk ke

dalam kulit (Jenkins, 2000; Bicker dan Athar, 2006). Molekul oksigen bersifat

unik karena elektron yang terdapat pada lapisan luar tidak lengkap berada dalam

orbit elektron sehingga mempunyai kecenderungan untuk menarik eletron dalam

melengkapi pasangan elektronnya. Sinar UV dapat berperan sebagai donatur

elektron untuk molekul oksigen di epidermis (Schwarz, 2001).

Ketika kulit terkena sinar matahari, radiasi UV-B yang banyak terserap ke

epidermis dan papila dermis dapat menghasilkan suatu senyawa berbahaya yaitu

ROS, yang kemudian dapat menyebabkan kerusakan oksidatif untuk komponen

seluler seperti dinding sel, membran lipid, mitokondria dan DNA.

UV-B dapat mengakibatkan terbentuknya ROS dengan berinteraksi

langsung dengan DNA melalui induksi kerusakan DNA, berupa crosslinking basa

24

pirimidin yang berdekatan. Pembentukan ROS terjadi dalam waktu kurang dari

30 menit setelah paparan UV, level hidrogen peroksida meningkat lebih dari dua

kali lipat pada kulit. Hidrogen peroksida kemudian dengan cepat membentuk

ROS lain, seperti radikal hidroksil. Keratinosit menunjukan terbentuknya

NADPH oksidase, yang mengkatalisasi reduksi molekul oksigen menjadi anion

superoksid. Hidrogen peroksida dan anion superoksid kemudian mengakibatkan

oksidasi komponen sel yaitu DNA, protein, dan membran sel dan mengaktivasi

jalur seluler sehingga menyebabkan stress oksidatif.

Cara kedua UV-B menimbulkan kerusakan yaitu dengan cara tidak

langsung, melalui fotosensitisasi. Penyerapan energi UV pada fotosensitisasi akan

merubah elektron pada kromosfor, menjadi singlet elektron sehingga terjadi

produksi radikal bebas. Pada reaksi minoritas, superoksida anion juga diproduksi

melalui fotosensitisasi, yang diikuti oleh dismutase ke hidrogen peroksida.

Hidrogen peroksida tidak mampu menyebabkan kerusakan dengan sendirinya,

akan tetapi dengan bantuan kation logam (Fe,Cu) hidroksil radikal yang

dihasilkan oleh reaksi Fenton. Radikal bebas yang terbentuk akan berinteraksi

dengan biomolekul seluler lainnya memprovokasi respon biologis akhir

(Svobodova et al., 2006).

Aktivasi ROS ini menyebabkan stress oksidatif yang diinduksi UV yang

merupakan penyebab photoaging (Fisher et al., 2001). Photoaging

menggambarkan suatu efek kronis dari paparan sinar UV pada kulit. Tanda-tanda

klinis photoaging seperti kulit kering, kulit menebal dan kasar, kerut lebih dalam

dan nyata, bercak pigmentasi tidak teratur, pelebaran pembuluh darah

25

(telangiektasi) hingga timbulnya tumor jinak, prakanker maupun kanker kulit

(Helfrich et al., 2008; Jusuf, 2005). Secara histologis tampak adanya penebalan

stratum kornuem, perubahan pada tinggi papila dermis, jumlah

glikosaminoglikan dan proteoglikan meningkat, serat kolagen berkurang, terjadi

solar elastosis dan tampak adanya infiltrat radang (Gilchrest dan Krutmann,

2006).

2.5 Peranan Antioksidan pada Photoaging

2.5.1 Definisi Antioksidan

Antioksidan adalah substansi kecil yang mampu menetralkan radikal

bebas dengan cara menstabilkan, menonaktifkan, atau meminimalkan reaksi

oksidatif dalam sel akibat reaksi dari radikal bebas. Dalam hal ini senyawa

antioksidan adalah senyawa pemberi elektron (electron donor). (Priyadarsini,

2005; Halliwell dan Guttridge, 2007).

Makhluk hidup mempunyai mekanisme pertahanan yang sangat khusus

yaitu berupa antioksidan untuk melindungi sel-sel jaringan dari efek negatif

radikal bebas. Antioksidan merupakan senyawa yang dapat larut dalam air (water

soluble) atau larut dalam lemak (lipid soluble), ada yang diproduksi oleh tubuh

sendiri dan ada juga yang hanya berasal dari luar tubuh. Semakin bertambah usia

seseorang, maka kadar antioksidan di dalam tubuh semakin berkurang juga

(Baynes dan Dominiczak, 2005).

26

2.5.2 Jenis Antioksidan

Berdasarkan mekanisme pencegahan dampak negatif oksidan,

antioksidan dapat dibagi menjadi 2 golongan (Murray, 2009) yaitu :

1. Antioksidan Pencegah

Antioksidan pencegah adalah antioksidan yang berfungsi mencegah

terbentuknya radikal yang paling berbahaya bagi tubuh. Yang termasuk dalam

antioksidan pencegah adalah :

1. Super Oxide Dismutase (SOD) yang di tubuh manusia, yaitu yang

berada di mitokondria (Mn SOD) dan sitoplasma (Cu Zn SOD)

2. Katalase (catalase) dalam sitoplasma dapat mengkatalisir H2O2

menjadi H2O dan O2. Komponen katalase adalah Fe.

3. Bermacam – macam enzim peroksidase, seperti glutation peroksidase

yang dapat meredam H2O2 menjadi H2O melalui sistem siklus

redoks glutation.

4. Senyawa yang mengandung gugusan sulfhidril (glutation, sistein,

kaptopril) dapat mencegah timbunan radikal hidroksil dengan

mengkatalisir menjadi H2O.

2. Antioksidan pemutus rantai ( Chain Breaking)

Antioksidan pemutus rantai adalah zat yang dapat memutuskan rantai

reaksi pembentukan radikal bebas asam lemak pada membran sel untuk

mencegah peroksidasi lemak. Antioksidan pemutus rantai dapat digolongkan

menjadi:

27

1. Golongan antioksidan eksogen, contohnya : vitamin c, vitamin E dan

betakaroten.

2. Golongan antioksidan endogen, contohnya : glutation dan sistein.

2.5.3 Klasifikasi Antioksidan

Berdasarkan sumbernya, antioksidan dapat digolongkan menjadi dua

kelompok yaitu antioksidan alami dan antioksidan sintetik.

1. Antioksidan alami merupakan antioksidan yang diperoleh dari hasil

ekstraksi bahan alami (Hartanto, 2012). Senyawa antioksidan alami

tumbuhan disebut juga phytoantioxidants (Pouillot et al., 2011). Contoh

antioksidan alami adalah vitamin C, vitamin E, dan β-karoten.

2. Antioksidan sintetik merupakan antioksidan yang diperoleh dari hasil

sintesa reaksi kimia. Contoh antioksidan sintetik adalah BHA, BHT, dan

TBHQ (Santoso, 2005).

Terdapat dua cara untuk memperoleh antioksidan yakni dari dalam tubuh

(endogen) dan dari luar tubuh (eksogen) (Hartanto, 2012) :

1. Antioksidan endogen dari bahan tubuh sendiri

a. Antioksidan Enzimatis misalnya, SOD, katalase, glutathion reduktase,

glutathion peroksidase, glukosa 6 phosfatase dehidrogenase (G6PD),

sistem sitokrom oksidase, peroksidase.

b. Sistem Antioksidan Non Enzimatis : glutathion, bilirubin, albumin,

transferin, plasmin, feritin, sistein, dan lainnya.

2. Antioksidan sintetik (eksogen) berasal dari luar tubuh dapat diperoleh

28

dengan cara mengkonsumsi makanan dan minuman yang mengandung

vitamin C dan E, β-karoten maupun antioksidan sintetik seperti BHA,

BHTdan TBHQ.

2.5.4 Mekanisme Kerja Antioksidan

1. Antioksidan Primer

Antioksidan primer bekerja dengan cara menetralisir radikal bebas dengan

cara mendonasi satu elektronnya. Contohnya : SOD yang berfungsi

sebagai pelindung hancurnya sel-sel dalam tubuh serta mencegah proses

peradangan karena radikal bebas, CAT dan GPx. Sebenarnya enzim-enzim

tersebut sudah ada dalam tubuh kita hanya saja untuk mendapatkan kerja

yang maksimal harus dapat bantuan dari zat-zat gizi mineral seperti

mangan, seng dan tambaga. Jika ingin menghambat gejala dan penyakit

degeneratif, maka sebaiknya memiliki ketersediaan mineral-mineral

tersebut yang cukup dalam makanan yang dikonsumsi setiap hari.

Antioksidan ini bekerja untuk mencegah pembentukan senyawa radikal

bebas yang baru dengan cara mengubah radikal bebas yang ada menjadi

molekul yang dampak negatifnya kurang,sebelum radikal bebasnya

bereaksi. Karena kekurangan satu elektron maka molekul antioksidan itu

akan menjadi radikal bebas yang baru. Radikal bebas yang baru

terbentuk relatif stabil yang selanjutnya akam di netralisir oleh

antioksidan lain seperti : vit C, vit E, LA, CoQ10, flavanoid, asam urat

dan bilirubin (Moini et al., 2002).

29

2. Antioksidan Sekunder

Antioksidan ini berfungsi menangkap berbagai senyawa dan mencegah

terjadinya reaksi berantai. Mekanisme ini bekerja dengan cara mengkelat

ion logam, menghilangkan oksigen radikal, memecah reaksi rantai inisiasi,

menyerap energi oksigen singlet, mencegah pembentukan radikal,

menghilangkan dan atau mengurangi jumlah oksigen. Antioksidan yang

termasuk dalam antioksidan sekunder ini adalah Vitamin E, Vitamin C,

betakaroten, asam urat, bilirubin, transferin, laktoferin, seruloplasma,

Xanton dan albumin (Hartanto, 2012)..

3. Antioksidan Tertier

Antioksidan tertier ini berfungsi dalam perbaikan biomolekuler yang

rusak akibat reaktivitas radikal bebas, dimana kerja dari antioksidan ini

sebagai sistem enzim DNA repair dan metionin sulfoksida reduktase,

sehingga protein yang telah teroksidasi di proses oleh sistem enzim

proteolitik dan lipid teroksidasi dan diproses oleh enzim lipase,

peroksidase (Pouillot et al., 2011).

Sinar ultraviolet menyebabkan photoaging melalui mekanisme

pembentukan radikal bebas yang menyebabkan kerusakan berbagai molekul

jaringan mulai dari lipid, protein, lemak, dan DNA. Paparan sinar UV juga

mengurangi kadar antioksidan tubuh seperti pada penuaan alami. Kulit secara

alami memiliki sistem antioksidan baik enzimatik maupun nonenzimatik, tetapi

peranannya sangat dipengaruhi oleh kondisi nutrisi dan juga antioksidan dari luar

30

(Pandel et al., 2013).

Oleh karena itu antioksidan secara teoritis seharusnya mampu mencegah

terjadinya penuaan kulit akibat paparan sinar matahari. Diketahui bahwa

pemberian antioksidan topikal mampu mengurangi kadar radikal bebas pada kulit.

Natural antioksidan dapat menanggulangi photoaging dengan berperan sebagai

sunscreen maupun regulator jalur sinyal kerusakan kulit akibat sinar UV.

Penggunaan antioksidan baik secara oral maupun topikal juga terbukti dapat

secara nyata mencegah bahkan mengembalikan keadaan kulit yang telah

mengalami photoaging (Yaar dan Gilchrest, 2007). Antioksidan tersebut antara

lain berasal dari golongan favonoid, seperti polifenol, catechin, antosianin,

isoflavon, proantosianindin, serta golongan non flavonoid seperti asam

monofenolik dan stilbene (Bosch et al., 2015).

2.6 Manggis (Garcinia mangostana L.)

2.6.1 Klasifikasi Tanaman

Manggis merupakan salah satu buah yang digemari oleh masyarakat

Indonesia. Tanaman manggis berasal dari hutan tropis yang teduh di kawasan

Asia Tenggara, yaitu hutan belantara Indonesia atau Malaysia. Dari Asia

Tenggara, tanaman ini menyebar ke daerah Amerika Tengah dan daerah tropis

lainnya seperti Filipina, Papua New Guinea, Kamboja, Thailand, Srilanka,

Madagaskar, Honduras, Brazil dan Australia Utara (Nugroho, 2012). Daging buah

manggis berwarna putih, bertekstur halus dan rasanya manis bercampur asam

sehingga menimbulkan rasa khas dan segar. Bentuk fisik dari buah manggis

31

disajikan pada gambar 2.3 (Hadriyono, 2011)

Secara taksonomi, manggis diklasifikasikan sebagai berikut (Hadriyono,

2011)

Kingdom : Plantae

Divisi : Spermatophyta

Subdivisi : Angiospermae

Klasis : Dicotyledonaceae

Ordo : Guttiferae

Famili : Guttiferae

Genus : Garcinia

Spesies : Garcinia mangostana Linn

Gambar 2.6 (A) Pohon Manggis; (B) Buah Manggis (Hadriyono, 2011)

2.6.2 Nama Daerah

Manggis memiliki nama daerah diantaranya Manggoita (Aceh),

Manggista (Batak), Manggih (Minangkabau), Manggus (Lampung), Manggu

(A) (B)

(B)

(A)

32

(Sunda), Kirasa (Makasar), dan Manggis (Bali) (Pitojo dan Hesti, 2007).

2.6.3 Deskripsi Buah Manggis

Manggis merupakan salah satu tanaman buah asli Indonesia. Manggis

menyimpan banyak manfaat bagi kesehatan atau bisa disebut sebagai pangan

fungsional (functional food). Di beberapa negara manggis terutama kulitnya

sudah bisa dijadikan sebagai obat dan bahan terapi (Permana et al., 2012).

Tanaman manggis merupakan tanaman tahunan yang masa hidupnya

dapat mencapai puluhan tahun, berbentuk pohon dengan bagian bawah lebar dan

bagian ujung menyempit, tinggi pohon 6 hingga 20 meter. Batang berkayu, bulat,

tegak, percabangan simpodial, berwarna hijau. Akarnya tunggang berwarna putih

kecoklatan. Bunga tunggal, berkelamin dua, benang sari berwarna kuning.

Mahkota bunga terdri dari 4 kelopak daun. Kelopak bunga melengkung kuat,

tumpul, berdaging tebal, berwarna hijau kuning dengan tepi merah. Kepala putik

berjari-jari 4-8 cm, putik berwarna putih kekuningan. Daun tunggal, lonjong,

ujung runcing, pangkal tumpul, tepi rata, percabangan menyirip, panjang 20-25

cm, lebar 6-9 cm, tangkai silindris, berwarna hijau. Buah manggis, bulat,

diameter 6-8 cm, kulit buah berdinding tebal lebih dari 9 mm, pada waktu muda

kulit buah berwarna hijau namun setelah tua berubah menjadi merah tua sampai

ungu kehitaman. Daging buah berwarna putih dan mengandung banyak air. Biji

bulat dengan diameter 2 cm, dalam 1 buah terdapat 5-7 biji berwarna coklat

(Pitojo dan Hesti, 2007).

Simplisia kulit buah manggis berupa potongan padat, agak keras, bentuk

seperempat bola atau setengah bola dengan garis tengah 4-6 cm, tebal 3-6 mm,

33

permukaan luar agak kasar, agak mengkilat, warna kecoklatan sampai coklat

kehitaman sedangkan permukaan dalam licin, berwarna coklat, dan terdapat sisa

sekat yang membagi buah menjadi 4 bagian atau lebih, bekas patahan tidak rata,

tidak berbau dengan rasa pahit. Secara mikroskopik yang menjadi fragmen

penanda adalah sel batu, parenkim endokarp, parenkim eksokarp, periderm dan

parenkim mesokarp (DepKes RI, 2010).

2.6.4 Kandungan Kimia Kulit Buah Manggis

Penelitian melaporkan bahwa ekstrak kulit buah manggis berpotensi

sebagai antioksidan (Moongkarndi et al., 2004). Kandungan kimia yang terdapat

dalam kulit buah manggis diantaranya senyawa golongan alkaloida, flavonoida,

glikosida, saponin, tanin, steroid/ triterpenoid, xanthone, fenol, antosianin,

vitamin B1 20,66 mg, vitamin B2 1,79 mg, vitamin B6 0,948 mg, dan vitamin C

17,92 mg (Zhou et al., 2011; Pasaribu et al., 2012).

2.6.4.1 Xanthone

Xanthone merupakan salah satu flavonoid minor yang memiliki reaksi

warna dan gerakan kromatrografi serupa dengan flavonoid. Antioksidan yang unik

dengan kadar tinggi pada kulit buah manggis adalah senyawa xanthone yang

termasuk dalam kelas polifenol. Kulit buah manggis mengandung xanton yang

sangat tinggi yaitu mencapai 123,97 mg/100 mL (Yatman, 2012). Senyawa

xanthone yang telah teridentifikasi diantaranya adalah α-mangostin dan

γ-mangostin. (Chaverri et al., 2008).

Xanthone bekerja mampu mengikat oksigen bebas yang tidak stabil yaitu

34

radikal bebas perusak sel di dalam tubuh sehingga Xanthone dapat menghambat

proses degenerasi atau kerusakan sel. Xanthone juga berfungsi merangsang

regenerasi atau pemulihan sel tubuh yang rusak dengan cepat sehingga membuat

tetap awet muda. Selain itu Xanthone juga efektif untuk mengatasi sel kanker

dengan mekanisme apoptosis (bunuh diri sel) yaitu dengan memaksa sel

mengeluarkan cairan dalam mitokondria sehingga sel kanker mati. Senyawa

Xanthone juga mengaktifkan sistem kekebalan tubuh dengan merangsang sel

pembunuh alami (natural killer/NK cell) dalam tubuh. NK cell inilah yang

berfungsi membunuh sel kanker dan virus yang masuk dalam tubuh manusia

(Miryati et al., 2011).

Xanthone yang diisolasi dari kulit buah manggis menunjukkan aktivitas

antioksidan, antitumor, antialergi, antiinflamasi, antibakteri, antifungal, dan

antiviral (Lim, 2012). Kemampuan antioksidan xanthone melebihi vitamin C dan

E yang selama ini dikenal sebagai antioksidan yang paling efektif (Prihatman,

2000).

Gambar 2.7 Struktur Umum Xanton (Obot et al, 2011)

2.6.4.2 Flavonoid

Flavonoid merupakan kelompok senyawa fenol yang mempunyai

kecenderungan untuk mengikat protein, sehingga mempengaruhi proses

35

metabolisme (Poeloengan et al, 2010)

Gambar 2.8 Struktur Umum Flavonoid (Poeloengan et al, 2010)

2.6.4.3 Tannin

Tannin terdiri atas berbagai asam fenolat. Tannin mempunyai rasa sepat

dan dapat digunakan dalam menyamak kulit. Beberapa senyawa tannin

mempunyai aktivitas antioksidan, menghambat pertumbuhan tumor dan

menghambat enzim seperti reverse transkriptase dan DNA topoisomerase,

antidiare, hemostatik dan antihemoroid (Yunitasari, 2011). Tannin merupakan

senyawa yang bersifat lipofilik sehingga mudah terikat pada dinding sel dan

mengakibatkan kerusakan dinding sel. Selain itu, tannin dapat menghambat

sintesis kitin yang merupakan komponen penting dinding sel jamur (Najib, 2009).

Tannin dalam konsentrasi rendah mampu menghambat pertumbuhan bakteri,

sedangkan pada konsentrasi tinggi mampu bertindak sebagai antibakteri dengan

cara mengkoagulasi atau menggumpalkan protoplasma bakteri sehingga terbentuk

ikatan yang stabil dengan protein bakteri. Selain itu, pada saluran pencernaan

tannin mampu mengeliminasi toksin (Poeloengan et al, 2010)

2.6.4.4 α-mangostin

α-mangostin merupakan senyawa yang sangat berkhasiat dalam menekan

36

pembentukan senyawa karsinogen pada kolon. Selain alfa-mangostin, senyawa

xanton juga mengandung γ-mangostin yang juga memiliki banyak manfaat dalam

memberikan proteksi atau melakukan upaya pencegahan terhadap serangan

penyakit.

2.6.4.5 Antosianin

Antosianin memiliki kemampuan sebagai antioksidan yang baik dan

memiliki peranan yang cukup penting dalam mencegah beberapa penyakit seperti

kanker, diabetes, kardiovaskuler, dan neuronal. Antosianin merupakan kelompok

pigmen yang terdapat dalam tanaman dan biasanya ditemukan dalam bunga,

sayuran maupun buah-buahan seperti Manggis, Stroberry, Rasberry, Apel, dan

lainnya.

2.6.4.6 Saponin

Saponin merupakan zat aktif yang dapat meningkatkan permeabilitas

membran sehingga terjadi hemolisis sel. Apabila saponin berinteraksi dengan sel

bakteri atau sel jamur, maka bakteri tersebut akan rusak atau lisis (Utami, 2013)

Senyawa-senyawa ini diduga berperan dalam menentukan aktivitas

antioksidan pada kulit buah manggis. Xanthone bersama - sama dengan

antioksidan lain yang berasal dari tumbuhan, seperti tannins, lignans, stilbenes,

coumarins, quinones, phenolic acids, flavones, flavonols, cathechins,

anthocyanins and proanthocyanins dapat berfungsi sebagai donor hidrogen

dengan mekanisme memutus rantai pembentuk radikal dan mengikat ion logam

transisi sehingga menghambat pembentukan radikal bebas (Salihoglu et al.,

2010).

37

Hasil analisis fitokimia ekstrak etanol kulit buah manggis secara kualitatif

yang dilakukan peneliti di Lab. Fitokimia Jurusan Farmasi Fakultas MIPA

Universitas Udayana Jimbarana positif mengandung flavonoid, saponin, alkaloid,

triterpenoid dan fenol (Lampiran 4). Analisa kuantitatif senyawa Flavonoid dan

Fenol dilakukan di Fakultas Teknologi Pertanian Unit Layanan Laboratorium

Universitas Udayana masing-masing sebesar 118,27 mg/100g QE dan 1197,12

mg/100g GAE (Lampiran 6). Analisis kuantitatif senyawa α-mangostin dilakukan

di UPT Laboratorium Forensik Sains dan Krimininologi Universitas Udayana

Jimbaran dengan hasil ekstrak kulit buah manggis sebanyak 200 mg/2 ml

mengandung 0,4524 mg α-mangostin (Lampiran 3).

2.6.5 Manfaat Kulit Buah Manggis

Pemanfaatan kulit buah manggis sebenarnya sudah dilakukan sejak

dahulu. Kulit buah manggis secara tradisional digunakan pada berbagai

pengobatan di negara India, Myanmar, Sri langka dan Thailand. Secara luas,

masyarakat Thailand memanfaatkan kulit buah manggis untuk pengobatan

penyakit sariawan, disentri, diare, gonorea (Obolskiy et al., 2009). Saat ini

pemanfaatan kulit buah manggis secara luas di negara tersebut memicu minat

para ilmuwan untuk meneliti dan mengembangkan lebih lanjut aspek ilmiah

kekhasiatan kulit buah manggis tersebut (Nugroho, 2012).

2.6.6 Aktivitas Farmakologi

Beberapa penelitian menunjukkan bahwa kulit buah manggis memiliki

38

aktivitas farmakologi sebagai antioksidan, antikanker, antiviral, antiinflamasi,

kardioprotektif, antimikroba, antiamoeba, larvasida, dan efek farmakologi lainnya

(Lim, 2012). Menurut Mardawati et al., (2009) ekstrak kulit buah manggis yang

diperoleh dengan dengan menyari menggunakan pelarut etanol 96% memiliki

aktivitas sebagai antioksidan dengan nilai IC50

sebesar 9,26 mg/L.

Ekstrak kulit buah manggis yang dipakai dalam penelitian ini telah di uji

aktivitas antioksidan dan kadar IC 50% menggunakan metode

2,2-difenil-l-pikrilhidrazil (DPPH). Uji aktivitas antioksidan dan kadar IC 50%

dilakukan di Fakultas Teknologi Pertanian, Laboratorium Analisa Pangan

Universitas Udayana dengan hasil yang diperoleh, di dalam 25 mg ekstrak kulit

buah manggis aktivitas antioksidannya sebesar 107982,6840 mg/L GAEAC dan

kadar IC 50% sebesar 0,2545 µg/ml (Lampiran 5). Kadar IC 50% < 50 µg/ml

berarti aktivitas antioksidannya tinggi (Supiyanti et al., 2010).

Pemberian antioksidan topikal pada kulit menurut Yaar dan Gilcherst

(2007), mampu mencegah kerusakan kulit yang disebabkan oleh stres oksidatif

dengan berkurangnya akumulasi peroksida pada kulit.

Senyawa xanton yang memiliki efek antioksidan dibutuhkan dalam suatu

formulasi sediaan farmasi, terapi, kosmetik yang ditujukan untuk memberikan

perlindungan yang efektif dari efek jangka pendek, jangka panjang dan stress

oksidatif yang disebabkan oleh sinar UV (Moffet dan Parag, 2006). Susanti et al.,

(2012), telah melakukan uji efek perlindungan senyawa xanton dalam ekstrak

kulit buah manggis (Garcinia mangostana L.) terhadap sinar UV yang dilakukan

secara in vitro dengan teknik spektroskopi UV yang diukur pada rentang panjang

39

gelombang sinar UV (200-400 nm). Hasil penelitian menunjukkan bahwa

senyawa xanton yang terdapat dalam kulit buah manggis (Garcinia mangostana

L.) dapat menyerap sinar UV, dimana xanton memiliki panjang gelombang

maksimum 305-330 nm yang merupakan rentang panjang gelombang sinar UV.

2.7 Masker Wajah Gel Peel off

Masker adalah sediaan kosmetik untuk perawatan kulit wajah. Jenis

kosmetika ini berfungsi menjaga kesehatan kulit diantaranya membersihkan,

menjaga kelembaban, perlindungan dari bahaya UV, antioksidan, memutihkan,

mencegah penuaan kulit, mencegah kerutan, mencegah pengenduran dan jerawat

pada kulit. Masker dioleskan pada kulit wajah dalam bentuk lapisan yang relatif

tebal dan dihapuskan beberapa waktu kemudian, biasanya 15-30 menit (Shai et

al., 2009).

Masker wajah berdasarkan cara membersihkan dari permukaan kulit dapat

dibedakan menjadi :

a. Masker yang dilepaskan dengan dibilas.

b. Masker yang dilepaskan dengan dikelupas (Masker Peel Off).

Masker yang terkelupas terbuat dari polimer, seperti polivinil alkohol

dan bahan seperti lateks dan senyawa karet alam. Saat mengering

masker pada kulit wajah akan membentuk lapisan yang fleksibel yang

membentuk lembaran transparan pada kulit. Dalam hal ini masker tidak

dibersihkan dengan cara dibilas tetapi dikelupas. Fungsi utama dari

masker wajah ini adalah untuk mencegah penguapan air dari

40

permukaan kulit. Sehingga sebagai hasilnya akan diperoleh kulit

dengan kelembaban yang meningkat. Masker ini baik digunakan untuk

wanita dengan kulit wajah yang relatif kering (Shai et al., 2009).

Tipe masker wajah yang dilepaskan dengan dikelupas (Masker Peel Off)

berdasarkan bentuknya dibedakan menjadi tiga yakni gel, pasta dan powder

(serbuk). Masker wajah peel off dengan bentuk gel merupakan masker wajah

yang transparan atau semi transparan yang menyebar dengan baik serta

membentuk lapisan pada kulit yang mudah diangkat setelah dikeringkan. Setelah

lapisan film tersebut dikelupas maka kulit akan terasa lembab, lembut dan terasa

bersih (Shai et al., 2009).

Masker wajah gel peel off memiliki keunggulan jika dibandingkan dengan

bentuk sediaan masker lain seperti pasta dan serbuk diantaranya dapat

menimbulkan efek dingin akibat lambatnya penguapan air pada kulit, tidak

menghambat fungsi fisiologis kulit khususnya respiratio sensibilis karena tidak

membentuk lapisan lilin yang melapisi permukaan kulit secara kedap serta tidak

menyumbat pori-pori kulit, memungkinkan pemakaian pada bagian tubuh yang

berambut, daya sebar dan daya lekat baik, serta mampu melepaskan zat aktif

dengan baik (Shai et al., 2009).

Dalam formulasi masker wajah peel off tipe gel, komposisi bahan-bahan

yang digunakan diantaranya adalah gelling agent, agen peningkat viskositas, dan

humektan yang akan mempengaruhi sifat fisika dan kimia dari basis masker

wajah gel peel off.

a. Gelling agent

41

Polimer pembentuk lapisan film yang umumnya dipergunakan adalah

polivinil alkohol (PVA) dan polivinil pirolidon (PVP). Lapisan film

terbentuk melalui proses hidrasi komponen pelarut dan rantai polimer

yang kemudian akan bergabung membentuk sebuah lapisan film ketika

mengering (Siepmann et al., 2007).

b. Agen peningkat viskositas

Agen peningkat viskositas yang dapat digunakan adalah HPMC,

karbomer, gom guar, dan CMC Na (Vieira, 2009; Septiani et al., 2011;

Selviani, 2012).

c. Humektan

Humektan berfungsi menjaga kestabilan dengan cara mengabsorbsi

lembap dari lingkungan dan mengurangi penguapan air dari sediaan.

Selain menjaga kestabilan sediaan, secara tidak langsung humektan juga

dapat mempertahankan kelembaban kulit sehingga kulit tidak kering.

Jenis humektan yang banyak digunakan adalah gliserin, propilen glikol

dan sorbitol (Yuliani, 2010).

2.7.1 Polivinil Alkohol (PVA)

2.7.1.1 Deskripsi

Polivinil alkohol merupakan serbuk berwarna putih agak krem dan tidak

berbau (Rowe et al., 2009).

2.7.1.2 Penggunaan

Polivinil alkohol digunakan terutama dalam sediaan farmasi dalam bentuk

42

topikal dan dalam formulasi masker wajah gel peel off sebagai pembentuk

lapisan film dengan konsentrasi 10-16% (Lestari et al., 2013). Polivinil alkohol

(PVA) merupakan polimer yang bersifat biokompatibel, menghasilkan kekuatan

tarik film yang baik, dan fleksibel (Ogur, 2005). Polivinil alkohol dikembangkan

dalam akuades panas suhu antara 80-90oC dengan pengadukan yang konstan

hingga mengembang sempurna (Vieira, 2009).

2.7.1.3 Titik lebur dan pH

Polivinil alkohol memiliki titik lebur 180-190oC serta pH 4,5-6,5 (Rowe

et al., 2009).

2.7.1.4 Kelarutan

Polivinil alkohol larut dalam air, sedikit larut dalam etanol 96%, dan tidak

larut dalam pelarut organik (Rowe et al., 2009).

2.7.1.5 Stabilitas

Polivinil alkohol stabil terhadap cahaya, namun akan mengalami

degradasi pada suhu mulai dari 100oC (Rowe et al., 2009).

2.7.1.6 Penyimpanan

Polivinil alkohol disimpan dalam wadah tertutup rapat di tempat sejuk dan

kering (Rowe et al., 2009).

2.7.1.7 Inkompatibilitas

Polivinil alkohol inkompatibel terhadap garam-garam organik terutama

sulfat dan fosfat (Rowe et al., 2009).

43

2.7.2 Hydroxy Propyl Methyl Cellulose (HPMC)

2.7.2.1 Deskripsi

HPMC merupakan turunan dari metilselulosa yang memiliki ciri-ciri

serbuk atau butiran putih, tidak memiliki bau dan rasa (Rowe et al., 2009).

2.7.2.2 Penggunaan

HPMC digunakan sebagai agen pengental dalam sediaan gel dengan

konsentrasi 2-4%. HPMC yang diformulasikan dalam bentuk sediaan gel

memiliki viskositas yang besar, stabil, jernih, dan pH netral (Niyogi et al., 2012).

HPMC dikembangkan dalam akuades panas suhu antara 80-90oC dengan

pengadukan yang konstan hingga mengembang sempurna (Rowe et al., 2009).

2.7.2.3 Titik Lebur dan pH

HPMC memiliki titik lebur 190-200oC dan pH 5,5–8,0 pada konsentrasi

2% b/v dalam larutan air (Rowe et al., 2009).

2.7.2.4 Kelarutan

HPMC sangat sukar larut dalam eter, etanol, atau aseton. HPMC dapat

mudah larut dalam air panas dan akan segera menggumpal dan membentuk

koloid (Rowe et al., 2009).

2.7.2.5 Penyimpanan

HPMC bersifat higroskopis maka perlu disimpan dalam tempat kering dan

jauh dari panas (Rowe et al., 2009).

2.7.2.6 Stabilitas

HPMC merupakan bahan yang stabil, meskipun bersifat higroskopis

44

setelah pengeringan. Larutan akan stabil pada pH 3-11 (Rowe et al., 2009).

2.7.2.7 Inkompatibilitas

HPMC tidak kompatibel dengan beberapa agen pengoksidasi. HPMC

tidak membentuk kompleks dengan garam logam atau ion anorganik untuk

membentuk endapan (Rowe et al., 2009).

2.7.3 Gliserin

2.7.3.1 Deskripsi

Gliserin merupakan cairan tidak berwarna, tidak berbau, kental, cairan

higroskopis, dan rasa manis (Rowe et al., 2009).

2.7.3.2 Penggunaan

Pada sediaan topikal dan kosmetik, gliserin digunakan terutama sebagai

humektan pada konsentrasi ≤30% (Rowe et al., 2009). Jika dibandingkan dengan

propilen glikol maupun sorbitol, gliserin lebih nyaman dalam penggunaan

(Yuliani, 2010). Selain itu gliserin mampu menurunkan kehilangan air

transepidermal dengan baik setelah diaplikasikan pada kulit. Gliserin digunakan

dalam formulasi masker wajah gel peel off sebagai humektan dengan konsentrasi

2-15% (Barel et al., 2009).

2.7.3.3 Titik lebur dan massa jenis

Gliserin memiliki titik lebur 17,8oC dan massa jenis 1,2620 g/cm3 pada

suhu 20oC (Rowe et al., 2009).

2.7.3.4 Kelarutan

Gliserin larut dalam air, etanol dan metanol; sedikit larut dalam aseton;

45

praktis tidak larut dalam benzen, kloroform, dan minyak; kelarutan dalam eter

1:500; kelarutan dalam etil asetat 1:11 (Rowe et al., 2009).

2.7.3.5 Stabilitas

Gliserin bersifat higroskopis, tidak mudah dioksidasi oleh atmosfer di

bawah kondisi penyimpanan biasa, tapi akan terdekomposisi oleh panas dan akan

berubah menjadi zat yang toksik. Campuran gliserin dengan air, etanol 96%, dan

propilen glikol stabil secara kimia. Gliserin membentuk kristal jika disimpan

pada temperatur rendah, kristal tidak meleleh sampai penghangatan hingga 20oC

(Rowe et al., 2009).

2.7.3.6 Penyimpanan

Gliserin dapat disimpan pada wadah kedap udara, di tempat sejuk dan

kering (Rowe et al., 2009).

2.7.3.7 Inkompatibilitas

Gliserin dapat meledak apabila dicampur dengan agen pengoksidasi kuat

seperti kromium trioksida, atau potasium permanganat. Adanya besi pada gliserin

bertanggung jawab menjadikan warna campuran yang mengandung fenol,

salisilat, dan tanin menjadi lebih gelap (Rowe et al., 2009).

2.7.4 Metil Paraben

2.7.4.1 Deskripsi

Metil paraben merupakan hablur kecil, tidak berwarna atau serbuk hablur,

putih, tidak berbau atau berbau khas lemah (Rowe et al., 2009).

2.7.4.2 Penggunaan

46

Metil paraben dengan persentase 0,02-0,3% digunakan sebagai bahan

pengawet pada sediaan topikal. Metil paraben bersama dengan propil paraben

digunakan pada berbagai formulasi sediaan farmasetika (Rowe et al., 2009).

2.7.4.3 Titik lebur dan pKa

Metil paraben memiliki titik lebur 125-128°C dan memiliki pKa 8,4 pada

suhu 22°C (Rowe et al., 2009).

2.7.4.4 Kelarutan

Metil paraben larut dalam 2 bagian etanol 96%, larut dalam 3 bagian etanol

95%, larut dalam 6 bagian etanol 50%, larut dalam 10 bagian eter, larut dalam 60

bagian gliserin, praktis tidak larut dalam minyak mineral, larut dalam 200 bagian

minyak kacang, larut dalam 5 bagian propilen glikol dan larut dalam 30 bagian air

suhu 80°C (Rowe et al., 2009).

2.7.4.5 Stabilitas

Larutan cair metil paraben pada pH 3-6 dapat disterilkan dengan autoklaf

pada suhu 120°C selama 20 menit, tanpa terdekomposisi. Larutan pH 3-6 stabil

(kurang dari 10% terdekomposisi) sekitar 4 tahun pada temperatur ruangan.

Sementara larutan pH 8 atau lebih akan terhidrolisis dengan cepat (10% atau lebih

sekitar 60 hari pada temperatur ruangan) (Rowe et al., 2009).

2.7.4.6 Penyimpanan

Metil paraben disimpan dalam wadah tertutup baik.

2.7.4.7 Inkompatibilitas

47

Aktivitas antibakteri metil paraben dan paraben lainnya akan menurun jika

terdapat surfaktan nonionik, seperti polisorbat 80, yang dapat menghasilkan misel.

Inkompatibilitas dilaporkan terjadi dengan substansi lain seperti bentonit,

magnesium trisilikat, talk, tragakan, sodium alginat, minyak essensial, sorbitol,

dan atropin. Metil paraben juga bereaksi dengan beberapa gula dan gula alkohol.

Polietilen dengan berat jenis rendah dan tinggi tidak menyerap metil paraben.

Metil paraben kehilangan warnanya dengan keberadaan tembaga dan terhidrolisis

dengan basa lemah dan asam kuat (Rowe et al., 2009).

2.7.5 Propil Paraben

2.7.5.1 Deskripsi

Propil paraben merupakan serbuk berwarna putih, tidak berbau, dan tidak

berasa (Rowe et al., 2009).

2.7.5.2 Penggunaan

Propil paraben dengan persentase 0,01–0,6% digunakan sebagai bahan

pengawet pada sediaan topikal. Propil paraben bersama dengan metil paraben

digunakan pada berbagai formulasi sediaan farmasetika (Rowe et al., 2009).

2.7.5.3 Titik lebur dan pKa

Propil paraben memiliki titik lebur 96-98°C dan memiliki pKa 8,4 pada

suhu 22oC.

2.7.5.4 Kelarutan

Propil paraben sangat mudah larut dalam aseton serta eter, larut dalam 1,1

bagian etanol 96%, larut dalam 5,6 bagian etanol 50%, larut dalam 3,9 bagian

48

propilen glikol, sukar larut dalam air mendidih (Rowe et al., 2009).

2.7.5.5 Stabilitas

Larutan propil paraben berair pada pH 3-6 dapat disterilisasi dengan

autoklaf tanpa terjadi dekomposisi. Pada pH 3-6, larutan berair stabil

(terdekomposisi kurang dari 10%) untuk penyimpanan pada suhu kamar selama 4

tahun, sementara pada pH di atas 8 dapat cepat terhidrolisis (10% atau lebih setelah

penyimpanan selama 60 hari pada suhu kamar) (Rowe et al., 2009).

2.7.5.6 Penyimpanan

Propil paraben disimpan dalam wadah tertutup baik.

2.7.5.7 Inkompatibilitas

Aktivitas antibakteri propil paraben akan menurun jika terdapat surfaktan

nonionik yang dapat menghasilkan misel. Inkompatibilitas dilaporkan terjadi

dengan substansi lain seperti magnesium aluminium silikat, magnesium trisilikat,

tembaga oksida dan ultramarin biru hingga mampu mengurangi daya pengawet

propil paraben (Rowe et al., 2009).

2.7.6 Akuades

2.7.6.1 Deskripsi

Akuades merupakan cairan jernih tidak berwarna, tidak berasa, dan tidak

berbau (Depkes RI, 2010).

2.7.6 .2Pengunaan

Akuades digunakan sebagai pelarut (Depkes RI, 2010).

2.7.6.3 Massa jenis

49

Akuades memiliki massa jenis 1 g/cm3 (Depkes RI, 2010).

2.7.6.4 Kelarutan

Akuades larut dalam etanol dan gliserol (Depkes RI, 2010).

2.7.6.5 Penyimpanan

Akuades disimpan dalam wadah tertutup baik (Depkes RI, 2010).

2.8 Pembuatan Ekstrak Kulit Buah Manggis (Garcinia mangostana L.)

Buah manggis yang digunakan dalam penelitian ini diperoleh dari Desa

Luwus, Kecamatan Baturiti, Kabupaten Tabanan, Bali.Sampel diambil di satu

wilayah agar meminimalkan kemungkinan variasi kandungan kimia tumbuhan

akibat perbedaaan iklim dan lingkungan.Letak geografis yang berbeda dari suatu

tanaman yang sama dapat menyebabkan variasi kandungan metabolit yang

dimiliki, sehingga dapat terjadi perbedaan aktivitas farmakologi yang dihasilkan

(Collegate dan Molyneux, 2008).

Sampel buah manggis yang telah dikumpulkan kemudian dideterminasi di

Balai Konservasi Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia Kebun Raya Eka Karya

Bali.Determinasi tanaman dilakukan untuk mengetahui kebenaran jenis tanaman

yang diteliti. Data hasil determinasi menyatakan bahwa tanaman yang digunakan

dalam penelitian ini adalah benar jenis Garcinia mangostana L. dan termasuk

dalam family Clusiaceae (Lampiran 2).

Buah manggis dicuci lalu dipisahkan daging dan buahnya. Kulit buah

manggis kemudian diiris tipis dan dikeringkan dengan menggunakan oven pada

50

suhu 65oC. Kulit buah yang telah kering kemudian diserbuk menggunakan

blender dan diayak dengan pengayak mesh 20. Serbuk kering yang diperoleh

disimpan di dalam wadah kering dan tertutup rapat (Utami, 2014). Serbuk kering

yang diperoleh ditetapkan kadar airnya dengan metode gravimetric dan diperoleh

kadar air sebesar 8,867 ± 0,115%.

Selanjutnya serbuk kering kulit buah manggis didefating dengan n-heksan

selama 1 hari dan dimaserasi dengan etanol 96% dengan perbandingan 1:10 b/v

dan disertai pengadukan sesekali selama 3 hari pada suhu ruang. Ampas

diremaserasi 1 kali dengan etanol 96% dengan perbandingan ampas : pelarut 1:4

b/v selama 1 hari di suhu ruang. Maserat yang diperoleh diuapkan pelarutnya

dengan rotary evaporator pada suhu 50oC hingga dapat dituang kemudian

diuapkan menggunakan oven pada suhu 50oC hingga diperoleh ekstrak kental

(Utami, 2014).

Selanjutnya ekstrak kental yang diperoleh dikeringkan dengan metode

freeze drying. Daya aktivitas antioksidan ekstrak etanol kulit buah manggis yang

dikeringkan dengan metode freeze drying lebih besar dari pada dikeringkan di

bawah matahari langsung (Suryadi,2013). Rendemen ekstrak kering yang

diperoleh sebesar 8,08% dengan organo leptis berwarna coklat, berbau khas dan

rasa pahit. Selanjutnya dilakukan penetapan kadar air ekstrak kulit buah manggis

dengan menggunakan metode gravimetri. Metode gravimetric digunakan untuk

penetapan kadar air pada ekstrak yang tidak mengandung senyawa mudah

menguap seperti minyak atsiri. Pada kulit buah manggis tidak mengandung

minyak atsiri (Praptiwi, 2010). Berdasarkan hasil penetapan kadar air, diperoleh

51

kadar air ekstrak yakni 4,95 ± 0,187%. Hasil tersebut telah sesuai dengan

persyaratan kadar air ekstrak kering yang baik yaitu tidak lebih dari 10%. Kadar

air yang tinggi dapat menjadi media yang baik untuk pertumbuhan jamur serta

memicu terjadinya reaksi enzimatik pada ekstrak yang mengakibatkan kandungan

kimia dalam ekstrak terdegradasi (Pasaribu et al., 2012)

2.9 Formulasi dan Evaluasi Masker Gel Peel Off Ekstrak Kulit Buah

Manggis (Garcinia mangostana L.)

Formula yang digunakan adalah PVA 10%, HPMC 2,64%, gliserin 7,61%,

ekstrak etanol 96% kulit buah manggis (Garciniamangostana L.) 0,5%, metil

paraben 0,075%, propil paraben 0,025%, dan air 76,28% dibuat masker peel off

sebanyak 100ml. Pertama-tama PVA didispersikan dalam akuades dengan

pengadukan konstan dan didiamkan pada suhu 90ºC (campuran 1). HPMC

dikembangkan dalam akuades dengan suhu 90oC, kemudian diaduk konstan dan

dibiarkan selama 10 menit (campuran 2). Ekstrak dicampurkan kedalam gliserin

(campuran 3). Metil paraben dan propil paraben dilarutkan dalam akuades

(campuan 4). Campuran 1, 2, 3 dan 4 dicampurkan dan diaduk hingga homogeny

(Utami, 2014).

Hasil evaluasi dari penelitian ini sudah memenuhi persyaratan fisika dan

kimia. Hasil dapat dilihat pada tabel 2.3.

52

Tabel 2.3 Hasil Evaluasi Masker Gel Peel Off Ekstrak Kulit Buah Manggis

Evaluasi Satuan Hasil Pustaka (Adhiningrat, 2015)

Kesimpulan

Viskositas cps 3626±107,8 2000-4000 Memenuhi Dayasebar Cm 6,6 ± 0,53 5-7 Memenuhi

Waktu sediaan mengering

menit 20 15-30 Memenuhi

pH - 6,48 ± 0,09 4-8 Memenuhi