10

TINJAUAN PUSTAKA

Temu mangga (Curcuma mangga)

Saat ini banyak dikembangkan produk obat herbal, yang secara alami

banyak tumbuh di Indonesia. Indonesia kaya akan keanekaragaman hayati yang

penting untuk digali. Kunyit /kurkuma merupakan kerabat kunyit yang sudah

sejak dulu ditanam sebagai bahan ramuan obat tradisional. Kunyit merupakan

jenis tanaman yang dikenal sebagai temu-temuan dan semakin memasyarakat

sebagai obat tradisional.

Ada banyak jenis Curcuma sp. yang dijumpai di alam (de Padue et al.

1999), seperti temu ireng (Curcuma aerogenosa Roxb), temu purot (Curcuma

aurantica v.Zijp), kunir kebo (Curcuma eurochroma Valeton), temu giring

(Curcuma heyneana Valeton & v. Zijp), kunyit (Curcuma longa L), temu mangga

(Curcuma mangga Valeton & v. Zijp), temu badur (Curcuma petiolata Roxb),

koneng pinggang (Curcuma purpurascens Blume), temu lawak (Curcuma

xanthorrhiza Roxb.) dan temu putih (Curcuma zedoaria).

Temu mangga (Curcuma mangga) merupakan salah satu dari sekian jenis

kunir atau temu-temuan yang dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku obat-

obatan. Temu mangga sudah banyak dibudidayakan oleh masyarakat jawa,

Malaya dan Madagaskar, penyebarannya mencapai wilayah Asia tengah, Cina,

Taiwan. Menurut de Padue et al. 1999, taksonomi Curcuma mangga dapat

diklasifikasikan sebagai berikut: Divis Spermatophyta, sub divisi angiospermae,

kelas monokotiledon, bangsa zingiberales, suku zingiberaceae, marga curcuma

dan spesies curcuma sp. (Gambar 2).

Gambar 2 Temu mangga (Curcuma mangga)

11

Temu mangga dapat tumbuh mencapai 110 cm. Rimpang induk bulat telur,

permukaan luar bewarna kuning pucat dan bagian dalam kuning pucat atau kuning

belerang, berbau seperti wortel, rasanya seperti mangga, tunas muda berwarna

putih, rimpangnya bercabang ke segala arah. Daun terdiri atas 5-7 helai

berpelepah bewarna keunguan, helai daun berwarna hijau bagian ujung berekor

hingga 2,5 cm. Bunga terpisah dari batang yang berdaun, tangkai bunga berukuran

15 cm. Bunga bewarna putih separuh cuping bibir berwarna kuning.

Di Indonesia, kunyit/kurkuma termasuk dalam temu mangga. Ada 10 jenis

kunyit yang banyak dipakai sebagai obat tradisional. Potensi sebagai obat

dimungkinkan karena kunyit terbukti mempunyai daya antiradang, antikuman

(Tonnesen et al. 1987), antirematik (Deodhar et al. 1980) serta antihepatoksik

(Kiso et al. 1983), bahkan diduga mempunyai potensi antitumor serta antioksidan.

Disamping itu kunyit/kurkuma banyak dipakai sebagai bumbu masak, menambah

rasa, dan pewarna yang menarik pada berbagai bahan makanan. Ada 3 spesies

kurkuma yang mengandung kurkumin yang telah diteliti dari 9 spesies kurkuma.

Ketiga spesies tersebut adalah temu giring, temu lawak, dan kunir (Prana 1995),

sedangkan 6 kurkuma lainnya relatif sedikit mengandung kurkumin, tidak

berwarna tetapi mengandung flavonoid yang belum diidentifikasi lebih lanjut.

Kurkumin

Kurkumin adalah zat aktif yang terkandung di dalam tanaman jenis temu-

temuan. Secara kimia, kurkuminoid merupakan turunan diferoloilmetana terdiri

atas dimetoksi diferuloil-metan (kurkumin) dan monodesmetoksi diferuloil-metan

(desmetosi-kurkumin). Kurkumin mempunyai rumus molekul C21H20O6 dengan

bobot molekul 368, berwarna kuning dan mudah berubah menjadi kecoklatan

karena sinar matahari (Quiles et al. 2002; Sreejayan et al. 1997). Kurkumin stabil

pada pH di bawah 6,5 dan akan berubah strukturnya bila diatas pH 6,5. Jenis lain

kurkumin adalah bisdemetoksi-kurkumin dan desmetosi-kurkumin (Gambar 3).

Bila di lihat dari struktur kurkuminoid, gugus metoksi yang terdapat pada

bis-desmetoksi-kurkumin digantikan dengan atom hidrogen. Gugus fenolik diduga

berfungsi sebagai antibakterial, dan gugus fenolik tersebut menjadi dasar bahwa

kurkumin juga mempunyai kemampuan dalam mengeliminasi turunan radikal

12

oksigen yang terdapat pada medium dan bertanggung jawab terhadap peroksidasi

lipid di dalam sel. Gugus fenolik ini adalah esensial untuk scavenger superoksid

dan keberadaan gugus orto metoksi pada molekul fenolik akan meningkatkan

aktivitas kurkumin (Rao 1995;Sreejayan et al. 1997).

Keterangan:

R1 R2 Kurkumin -OCH3 -OCH3

Demetoksi-kurkumin -OCH3 H

Bis-demetoksi-kurkumin H H

Gambar 3 Struktur kurkuminoid (Cikrikci et al. 2008).

Kurkumin merupakan skavenger kuat terhadap beberapa spesies oksigen

reaktif dan mempunyai kemampuan untuk melindungi lipid, hemoglobin dan

mencegah degradasi oksidatif DNA. Kurkumin dikenal sebagai agen antiradang

dan antikarsinogenik, menghambat phorbol 12-myriatate13-acetate (PMA),

Lipopolysaccharide (LPS), tumor necrosis factor- (TNF- ) dan mentraskripsi

gen tissue factor (TF) pada sel endotel manusia serta dapat berfungsi sebagai

antioksidan (Pendurthi et al. 1997; Rao 1995).

Kurkumin diketahui mempunyai kemampuan untuk mencegah terjadinya

peroksidasi lipid, kondisi ini merupakan awal kemajuan dari beberapa penyakit.

Dari hasil penelitian secara in vitro, kurkumin 2,4-9,6 umol/l dapat menghambat

oksidasi LDL manusia, menghambat peroksidasi lipid pada hemogenat hati dan

otak tikus yang mengalami udema, mencegah peroksidasi lipid plasmatik, lipid

plasmatik berperan penting dalam patogenesis penyakit (Quiles et al. 2002).

Kurkumin juga mempunyai kemampuan dalam mencegah perluasan penyakit,

seperti menurunkan kerentanan LDL terhadap oksidasi, mencegah proliferasi sel-

sel otot polos pembuluh darah, mempunyai efek antitrombotik, efek hipotensif

sementara dan mencegah agregasi platelet in vivo- ex vivo. Penggunaan 500 mg

kurkumin pada manusia yang diberikan selama 7 hari, dapat menurunkan

H

R1

HO OH

R2

O O

2’

3 3’

4’ 5’

4 5

6’ 6

7’

8’

9’

10’

7

8

9

10

1 2

13

peroksidasi lipid darah 35% (Sreejayan et al.1997). Kurkumin dapat

mengeliminasi radikal hidroksi, radikal superoksida, nitrogen dioksid, dan

nitrogen monooksida, serta mencegah turunan dari radikal superoksid (Rao 1995;

Ruby & Lokesh 1995; Sreejayan et al. 1997). Hasil penelitian yang dilakukan

Soesanto et al. (1992) bahwa Curcuma domestica val yang dicampur dalam

ransum makanan yang diberikan pada tikus, dapat menurunkan kadar kolesterol

dalam serum darah tikus dan mencegah timbulnya aterosklerosis.

Metabolisme Kurkumin

Biosintesis. Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan,

mengindikasikan ada dua kemungkinan jalur untuk pembentukan formasi molekul

kurkumin. Dari hasil penelitian tersebut, biosintesis kurkumin melibatkan dua unit

asam sinamat yang berpasangan dengan pusat atom karbon asam mevalonat, yang

dimulai dengan terbentunknya fenilalanin-sinamat. Hasil penelitian lainnya

berjalan secara asimetris yang diawali dengan dua bagian molekul C9 yang

berbeda, dalam hal ini melibatkan sinamat sebagai pemula yang menghasilkan

lima unit asam asetat (malonat). Siklasi terjadi pada pembentukan rantai kedua

cincin aromatik kemudian berlanjut dengan proses hidroksilasi (Tonnesen 1986).

Katabolisme. Katabolisme dan ekskresi kurkumin telah diteliti pada tikus.

Kurkumin yang diberikan secara oral, sebagian besar diekskresikan melalui tinja

sebagian lainnya melalui empedu dan dapat dimetabolisme secara cepat.

Kurkumin radioaktif dengan dosis 80 mg, 99% akan diekskresikan bersama tinja

yang terdiri dari 34% berupa kurkumin yang tidak berubah dan 65% berupa

metabolit kurkumin. Hal ini menandakan sebagian besar kurkumin diabsorpsi oleh

saluran pencernaan. Data tersebut membuktikan bahwa kurkumin yang diberikan

secara oral pada tikus akan diabsorbsi dan dimetabolisasi, dengan jalur eliminasi

utamanya melalui empedu. Metabolit utamanya adalah glukoronida tetrahidro-

kurkumin (THC), heksahidro-kurkumin, dan sebagian kecil berupa asam

dihidroferulat (Pan et al. 2000; Rao et al. 1995).

14

Metabolisme Lipoprotein

Lipoprotein utama yang berpotensi menyebabkan aterosklerosis adalah

Low Density lipoprotein (LDL). Senyawa LDL adalah kompleks makromolekul

yang intinya mengandung lipid non polar terutama ester kolesterol, lapisan

permukaan LDL terdiri atas kolesterol yang tidak teresterifikasikan, fosfolipid dan

apo B-100. Asam lemak yang terikat pada ester kolesterol sebagian merupakan

asam lemak tak jenuh berantai bamyak polyunsurated fat acid (PUFA). Asam

lemak inilah yang sangat peka terhadap oksidasi karena ikatan rangkapnya.

Kolesterol (C27H45OH) adalah lipid yang dapat dibedakan dari trigliserida

atau fosfolipidnya karena tidak mengandung gliserol, hanya terdiri atas inti steroid

yang mengandung gugus hidroksil. Sebagai komponen membran plasma,

kolesterol berperan penting dalam kehidupan sel (Brown & Goldstein, 1985).

Struktur kolesterol seperti Gambar 4. Kolesterol yang kadarnya berlebihan di

dalam tubuh dapat menyebabkan penyakit aterosklerosis.

Gambar 4 Struktur kolesterol.

Pada manusia sekitar 90%, sintesis kolesterol berlangsung di dalam hati,

sedangkan sebagian kecil disintesis di usus. Hampir 75% kolesterol yang

terbentuk di dalam hati digunakan untuk membentuk empedu. Kecepatan sintesis

kolesterol oleh tubuh sendiri (hati dan usus) sangat dipengaruhi oleh banyaknya

kolesterol yang diabsorbsi dari makanan. Kolesterol yang disintesis oleh hati dan

usus dan akan distribusi ke seluruh sel yang diangkut oleh lipoprotein.

Inti lipoprotein terdiri atas lipid-lipid netral, termasuk triasilgliserol dan

ester kolesterol, yang dibungkus oleh fosfolipid dan apolipoprotein maupun

kolesterol yang tertanam. Struktur lipoprotein disajikan pada Gambar 5.

OH

CH3

H3C

CH3

CH3

H3C

15

Gambar 5 Struktur lipoprotein.

Berdasarkan densitasnya, lipoprotein dibedakan menjadi 5 kolompok

yaitu: chylomicron, Very Low Density Lipoprotein (VLDL), Intermediate Density

Lipoprotein (IDL), Low Density lipoprotein (LDL) dan High Density Lipoprotein

(HDL). Setiap partikel terdiri atas inti lipid yang hidrofobik dikelilingi oleh

lapisan lipid polar, fosfolipid dan kolesterol ester serta apoprotein. Ada 10

apoprotein yaitu A-I, A-II, A-III, B-48, B-100, C-I, CII, C-III, D dan E (Stryer

1995, Hortan et al. 1996). Jumlah dan komposisi lipoprotein dapat dilihat Tabel 1.

Tabel 1 Lipoprotein pada manusia (Horton et al. 1996)

Kilomikron VLDL IDL LDL HDL

Berat molekul x10-6

>400 10-80 5-10 2,3 0,18-0,36

Densitas <0,95 0,95-1,006

1,006-1,019

1,019-1,063

1,066- 1,210

Kompisisi kimia (%) Protein 2 10 18 25 33

Trigliserol 85 50 31 10 8

Kolesterol 4 22 29 45 30

Fosfolipid 9 18 22 20 29

Kilomikron disebut juga sebagai lipoprotein eksogen yang disintesis di

dalam sel mukosa usus halus dengan apoprotein utamanya apoB-48 dan waktu

tinggalnya tidak lama. Kilomikron memiliki ukuran terbesar dan bobot teringan

diantara lipoprotein. Molekul VLDL dikenal sebagai lipoprotein endogen

disintesis oleh hati dan usus, apoprotein utamanya apoB-100 dan ApoE.

Kilomikron dan VLDL konsentrasinya lebih tinggi di dalam lipid, tetapi rendah

untuk protein. Molekul IDL merupakan hasil katabolisme dari VLDL dengan

bantuan enzim lipoprotein lipase. Hasil katabolisme selanjutnya adalah LDL,

lipoprotein ini tidak mempunyai apoE-100 dan sering disebut sebagai kolesterol

yang jahat yang dapat menyebabkan kejadian penyakit aterosklerosis dan penyakit

16

jantung koroner. Molekul HDL adalah lipoprotein yang bertugas mengembalikan

kolesterol ke hati, dan dikenal sebagai kolesterol baik karena membantu

mencegah terjadinya aterosklerosis dan penyakit jantung koroner (Strayer 1995).

Sistem transport lipoprotein di dalam tubuh dibagi atas 2, yaitu jalur

eksogen dan jalur endogen (Gambar 6). Jalur eksogen mengatur pengangkutan

lipid yang berasal dari makanan. Jalur endogen mengatur transportasi kolesterol

yang disintesis di hati.

Gambar 6 Metabolisme lipoprotein.

Jalur eksogen diawali dengan sekresi kilomikron yang banyak mengandung

trigliserida ke pembuluh getah bening dan aliran darah. Dalam perjalanannya

kilomikron akan menyusut karena trigliserida yang terdapat pada kilomikron

mengalami hidrolisis oleh enzim lipoprotein lipase menjadi asam lemak bebas.

Asam lemak bebas dan monogliserida pada kilomikron akan disimpan di dalam

jaringan adiposa. Kilomikron yang menyusut dikenal sebagai chylomicron

remnants (sisa-sisa kilomikron).

Jalur endogen diawali dengan sekresi partikel VLDL oleh hati ke sirkulasi

darah. Partikel VLDL akan berinteraksi dengan lipoprotein lipase pada pembuluh

kapiler. Trigliserida pada VLDL mengalami hidrolisis lipoprotein lipase, sehingga

membentuk partikel IDL. Kelebihan fosfolipid dan kolesterol pada IDL akan

ditranfer ke HDL. Partikel HDL akan berinteraksi dengan enzim lesitin kolesterol

asiltransferase (LCAT) yang akan mengesterifikasi kelebihan kolesterol pada

USUS

Kilomikron

Sisa-sisa

Kilomikron

Sisa-sisa

Reseptor

Reseptor LDL Jaringan

ekstra hepatik

Kapiler Kapiler

17

HDL selanjutnya dipindahkan kembali oleh enzim lipoprotein lipase membentuk

LDL. Dalam degradasi ini hampir semua trigliserida dibebaskan dan yang

tertinggal pada LDL adalah ester kolesterol dan apoB-100 pada permukaan.

Partikel LDL mengantarkan kolesterol ke sel-sel enterohepatik dan hati.

Partikel LDL berikatan dengan reseptor LDL pada membran plasma, kemudian

masuk ke lisosom dan dilisosom apo-B didegradasi menjadi asam amino.

Sedangkan ester kolesterol dihidrolisis oleh enzim lipase menjadi kolesterol bebas

yang digunakan untuk kepentingan sel. Kelebihan kolesterol di dalam sel akan

disekresikan kembali ke plasma dan diserap oleh HDL, dengan bantuan enzim

LCAT kolesterol ester dipindahkan kembali ke LDL dan seterusnya. Kolesterol

yang diserap oleh hati akan dibawa ke empedu dan dimetabolisme oleh asam

empedu. Asam empedu dan sebagian kolesterol ini disekresikan oleh hati dan

diabsorpsi kembali oleh usus lalu diangkut kembali ke hati dan seterusnya

membentuk sirkulasi enterohepatik. Sebagian kecil kolestrol dibuang melalui tinja

(Horton et al. 1996).

Penyerapan sisa-sisa kilomikron oleh hati dilakukan secara endositosis

menggunakan reseptor khusus (receptor-mediated endocytosis). Partikel LDL

akan berikatan secara spesifik dengan reseptor yang ada di daerah membran

plasma yang disebut coated pits (lekuk bermantel) dan disini LDL akan

mengalami internalisasi membentuk coated vesicle. Pada pH 7,0, mantel terlepas

kemudian vesikel berdifusi dengan vesikel endosom (pH 5). Partikel LDL terpisah

dari reseptor dan bergabung dengan lisosom di sel hati menghasilkan lisosom

kedua. Sedangkan reseptor yang terpisah akan mengalami siklus ulang yang

selanjutnya menangkap LDL kembali (Cotran et al. 1989; Hortan et al. 1996;

Voet & Voet 1995). Setelah terjadi absorpsi, VLDL yang dihasilkan hati dari

asam lemak bebas, merupakan sumber utama trigliserida plasma. Molekul VLDL

masuk ke dalam sirkulasi darah lalu mengangkut kolesterol dan trigliserida ke

jaringan adiposa dan otot. Dalam sirkulasi, VLDL akan mengalami hidrolis

menjadi IDL dan LDL Kira-kira 50 % IDL akan ditangkap oleh hati, sisa IDL

kemudian diubah menjadi LDL oleh sel di dalam tubuh dan hepatosit seperti sel

adrenal, fibroblas, sel otot polos, sel limfoid, dan sel endotel melalui reseptor

secara endoditosis. Jadi LDL berfungsi mengangkut kolesterol endogen dan

18

eksogen ke jaringan, sedangkan HDL berfungsi mengangkut kolesterol dari

jaringan perifer ke hati. Di dalam hati kolesterol dapat diubah menjadi asam

empedu kemudian disekresikan ke dalam kantung empedu menuju usus halus dan

bekerja sebagai pengemulsi lemak serta vitamin larut lemak. Di dalam ilium,

selanjutnya kira-kira 2 % dari asam empedu yang dieksresikan dalam usus akan

dikeluarkan bersama-sama tinja dan sisanya direabsorpsi kembali melalui

sirkulasi enterohepatik (Hortan et al. 1996; Mayes 1984).

Lesi awal aterosklerosis pada pembuluh darah terjadi akibat infiltrasi

senyawa lemak pada sirkulasi darah. Dalam perjalanannya menembus dinding

pembuluh darah, kemudian berinfiltrasi yang menyebabkan peradangan dan

terjadi proliferasi serabut-serabut otot polos dinding pembuluh darah. Kondisi ini

juga didukung oleh adanya faktor pertumbuhan dan sel-sel busa. Sel otot polos

sendiri berperan penting dalam mensintesis matrik protein dan proteoglikan. Teori

ini didasarkan pada kenyataan adanya peningkatan kejadian penyakit pembuluh

darah pada individu yang memiliki kadar lemak dan kolesterol darah yang tinggi,

jika dibandingkan dengan yang normal (Getz 2005; Ross 1991).

Pada Macaca fascicularis, yang diberi pakan diet kolesterol tinggi, akan

terjadi hiperkolesterolemia moderat dengan gejala yang timbul sama seperti yang

terjadi pada hamster dan manusia, akan tetapi sangat berbeda dengan tikus.

Adanya diet kolesterol dan total kolesterol ester yang ada di hati, akan

menyebabkan meningkatnya tekanan terhadap sintesis sterol hepatik, penurunan

aktivitas reseptor hepar dan meningkatnya produksi LDL. Tidak hanya terjadi

peningkatan konsentrasi LDL, tetapi ukuran partikel LDL juga meningkat yang

disebabkan oleh akumulasi molekul oleat kolesterol di dalam partikel inti akibat

kerja enzim hepatik acyl-coenzyme A Cholestrrol Acyltransferase (ACAT). Enzim

ini merespon esterifikasi kolesterol sebagai oleat Ko-A. Oleat kolesteril hepatik

juga berkorelasi dengan kolesterol oleat-LDL plasma, hal ini berhubungan erat

dengan kejadian aterosklerosis arteria koronaria. Partikel LDL yang kaya dengan

apoE bersifat aterogenik dan mungkin berkorelasi terhadap peningkatan

kemampuan partikel tersebut mengikat proteoglikan (PG) yang terdapat pada

dinding arteri, yang pada akhirnya akan dimetabolisme oleh makrofag (Sreejayan

& Rao. 1997).

19

Aterosklerosis

Istilah aterosklerosis digunakan untuk lesi aterosklerotik yang disertai oleh

perubahan degenerasi lemak. Arti kata aterosklerosis adalah pengerasan dinding

arteri sebagai akibat perubahan kronis yang terjadi pada arteri. Perubahan kronis

arteri disebabkan oleh hilangnya elastisitas arteri, menyempitnya lumen karena

perubahan proliferatif dan degeneratif pada tunika intima dan media, dan proses

radang.

Aterosklerosis merupakan kelainan degeneratif pada pembuluh darah besar

dan sedang yang dicirikan oleh penebalan pembuluh darah (Munro & Cotrans

1988). Penebalan pembuluh darah karena adanya akumulasi lipid dan elemen-

elemen fibrosa pada bagian ateri media maupun besar, sehingga pada akhirnya

dapat terjadi obstruksi pada lumen arteri. Aterosklerosis, pada umumnya dapat

menyerang arteri koronaria, aorta, iliaka, femoral dan arteri serebralis (Ross &

Glomset 1973). Penebalan pembuluh darah ini ditandai dengan adanya sel busa,

yaitu sel makrofag yang berisi kolesterol dan kolesterol ester. Adapun penyebab

terbentuknya sel busa antara lain disebabkan oleh makrofag yang secara

berlebihan mengambil LDL yang teroksidasi. Selain kolesterol atau kolesterol

ester, pada lesi aterosklerosis terdapat juga protein, karbohidrat, dan komponen

seluler termasuk sel otot polos, makrofag, dan limfosit (Kaplan & Aviram, 2001).

Menurut Hansson (2009), aterosklerosis merupakan penyakit inflamasi, dan

proses aterosklerosis dimulai saat LDL terakumulasi di intima sehingga

mengaktifkan endotel, meningkatkan pengambilan monosit dan sel T. Monosit

berdeferensiasi membentuk makrofag, mengubah lipoprotein akhirnya manjdi sel

busa. Sedangkan sel T pada lesi akan mengenali antigen lokal yang berkontribusi

pada pebentukan plak.

Perubahan awal terjadinya aterosklerosis melibatkan bagian dalam

permbuluh darah dan kejadiannya dimulai sejak anak-anak yang ditandai dengan

perkembangan garit-garit lemak pada pembuluh darah (Rackley 2006). Garit

lemak bila berlanjut akan membentuk plak lemak yang dapat diperiksa secara

biokimiawi dan secara mikroskopis (Small 1988; Stary 1990). Garit lemak dapat

ditemukan pada pembuluh arteri manusia semenjak usia belasan tahun. Satu studi

autopsi terhadap 2.876 laki-laki dan perempuan yang berumur 15–34 tahun

20

mempunyai garit lemak pada aorta (Rackley 2007). Garit lemak merupakan

prekusor plak aterosklerosis tahapan lebih lanjut, dan ternyata faktor genetik

merupakan faktor utama yang mempengaruhi percepatan garit lemak menjadi plak

aterosklerosis (McGill 1968).

Patogenesis Aterosklerosis

Berdasarkan penelitian dan teori proses awal terjadinya aterosklerosis,

terdapat beberapa hipotesis yang mendasari aterosklerosis. Beberapa hipotesis

tersebut adalah hipotesis infiltrasi lipid (McGill 1968), hipotesis respon terhadap

kelukaan sel endotel (Ross 1991), hipotesis gabungan antara keduanya (Steinberg

1993), dan hipotesis respon imun (Hansson, 2009).

Hipotesis Infiltrasi Lipid. Konsentrasi LDL yang tinggi dalam plasma atau

hiperkolesterolemia merupakan faktor risiko penyebab terjadinya aterosklerosis.

Hiperkolesterolemia kronis dapat menyebabkan lesi patologi awal yang ditandai

oleh adanya kristal kolesterol yang berbentuk tipis dan tajam dalam jaringan

(Fuller & Jialal 1994). Menurut teori yang dikemukakan oleh Ross (1991), lesi

awal pada dinding pembuluh darah akan terjadi akibat infiltrasi senyawa lemak

dari sirkulasi darah yang menembus dinding pembuluh darah. Hal akan

mengiritasi dan mengakibatkan peradangan serta proliferasi serabut-serabut otot

polos dinding pembuluh darah.

Kadar LDL yang tinggi memungkinkan LDL dapat menembus lumen pada

dinding pembuluh darah masuk ke bagian intima. Pada bagian intima ini LDL

akan mengalami oksidasi. LDL yang teroksidasi akan menyebabkan terjadinya

peningkatan adhesi monosit ke endotel, yang diikuti dengan kemotaksis ke dalam

jaringan subendotel (intima). Di intima, monosit akan berdeferensiasi menjadi

makrofag. Perubahan monosit ini dipicu oleh LDL teroksidasi. Reseptor LDL

tidak lagi dikenali oleh LDL teroksidasi tetapi akan dikenali oleh reseptor

skavenger dari makrofag yang menyebabkan terbentuknya sel-sel busa.

Kondisi ini akan merangsang terekspresinya sejumlah gen sitokin dan faktor

pertumbuhan yang mengakibatkan terjadinya proliferasi sel otot polos di bagian

intima. Akibatnya permukaan dinding pembuluh darah dibagian lumen akan

21

menggelembung akibat terjadinya penimbunan plak pada bagian media (Linder

1985; Stocker & Keaney 2004).

Peneningkatan konsentrasi kolesterol tidak selalu mengakibatkan terjadinya

aterosklerosis. Hal ini disebabkan dalam kondisi normal, 60-64% LDL

didegradasi melalui umpan balik reseptor afinitas tinggi yang diatur melalui

mekanisme umpan balik oleh peningkatan kolesterol. Sebanyak ± 35% sisanya

LDL akan didegradasi melalui jalur reseptor alternatif spesifik, yaitu afinitas

reseptor scavenger, reseptor tersebut hanya mampu mengenali LDL yang

mengalami perubahan secara kimiawi (Weisgraber et al.1992; Goldstein & Brown

1992; Keys 1996).

Hipotesis Terhadap Respon Kelukaan. Di dalam hipotesis ini,

aterosklerosis dimulai dengan kelukaan endotel dan disfungsi endotel yang

ditandai dengan peningkatan permebialitas endotel dan adaya kumpulan LDL

pada permukaan endotel (Gambar 7). Keadaan ini diikuti dengan penempelan

leukosit dan berpindah ke dalam sel endotel. Selanjutnya membentuk sel busa dan

merangsang limfosit-T teraktivasi, beragregasi dan perlekatan trombosit, leukosit

masuk ke dalam dinding pembuluh darah yang diikuti dengan migrasi sel otot

polos masuk ke intima (Gambar 7a & 7b). Proses berjalan terus-menerus sehingga

Gambar 7 Respon kelukaan pada proses aterosklerosis (Ross 1993).

makrofag terakumulasi dan terbentuknya tudung fibrosa sampai akhirnya terjadi

nekrosis di dalam inti sel dan sel pecah (Gambar 7c & 7d).

a

b

c

Akumulasi

makrofag Pembentukan

inti nekrosa

Pembentukan

tudung fibrosa

d

Plak

pecah

Penipisan

tudung fibrosa

Perdarahan plak

pembuluh darah kecil

22

Lesi yang merupakan cikal bakal pembentukan aterosklerosis diawali

dengan menurunnya fungsi sel endotel (disfungsi), atau bahkan terkelupasnya sel

endotel. Traub & Berk (1998) menyatakan disfungsi endotel dapat disebabkan

oleh berbagai faktor, seperti kecepatan aliran darah yang bertekanan tinggi,

kimiawi, imunologik maupun infeksi virus. Disfungsi endotel menyebabkan

perubahan permukaan membran sehingga terjadi perlekatan trombosit pada

membran. Perlekatan trombosit akan melepaskan platelet derived growth factor

(PDGF), yang merangsang sel-sel otot polos untuk bermigrasi dan berproliferasi

pada lapisan subendotel. Kolesterol yang teroksidasi bersifat sangat toksik bagi

sel otot polos (in vitro) dan merupakan agen aterogenik (in vivo) (Stocker &

Keaney 2004; Traub & Berk 1998).

Disfungsi endotel dan hilangnya sel endotel merupakan awal pembentukan

plak ateroma yang ditandai oleh meningkatnya perlekatan (adhesi) monosit pada

sel endotel arteri (Packard & Libby 2007). Adhesi leukosit pada sel dinding

endotel merupakan mekanisme utama yang merespon pembentukan radikal bebas

oksigen (ROS), yang akhirnya akan menghasilkan oksidan sitotoksik dan

mediator peradangan yang mengaktifkan sistem komplemen. Oksidan yang

dihasilkan akan menyebabkan kerusakan jaringan (Caterina et al. 2000; Hoorn et

al. 2003; Joris et al.1983)

Hipotesis Modifikasi Oksidatif (Gabungan). Menurut teori yang

dikemukan oleh Steinberg (1993), lesi aterosklerotik diawali oleh teroksidasinya

LDL sehingga mengakibatkan endotel mengekspresikan perlekatan monosit dan

menghasilkan monocyte chemotatic protein (MCP), macrophage colony

stimulating factor (M-CSF). Induksi tersebut mengakibatkan monosit berubah

menjadi makrofag dan menempel pada endotel. Selanjutnya makrofag akan

memfagositose LDL teroksidasi, kemudian terakumulasi pada dinding pembuluh

darah membentuk sel busa dan berakhir dengan terbentuknya lesi awal yang

dikenal sebagai lempeng kolesterol.

Kerusakan lapisan endotel menyebabkan timbulnya efek sitotoksik dari lipid

peroksida diakibatkan oleh reaksi oksidasi lipid, sehingga infiltrasi lipid menjadi

berlebihan. Proses oksidasi diduga dimulai ketika oksigen reaktif mengambil atom

hidrogen dari asam lemak tidak jenuh yang ada di dalam partikel LDL sehingga

23

terbentuk lipid peroksida dan radikal alkoksi yang selanjutnya akan menginisiasi

oksidasi asam lemak di sekitarnya. Dalam situasi jumlah antioksidan yang ada di

dalam partikel LDL tidak cukup untuk mengeliminasi lipid peroksida yang

terbentuk, maka akan terjadi propagasi lipid peroksida. Sehingga terbentuk

aldehid, keton dan produk lainnya yang reaktif, serta berikatan dengan residu lisin

dalam apolipoprotein B-100. Partikel LDL yang menempel pada permukaan

subendotel merupakan target sasaran terjadinya modifikasi oksidatif dengan

penumpukan sel otot polos, sel endotel dan makrofag pada pembuluh darah. Pada

Gambar 8, terlihat jelas bagaimana LDL dapat masuk menembus dinding

permukaan pembuluh darah.

Gambar 8 Patogenesis aterosklerosis (A, LDL teroksidasi menstimuli monosit; B,

mencegah agresi monosit; C, pembentuk sel busa; D, oksidasi LDL

menghasilkan disfungsi endotel dan perlukaan; E, sel-sel busa penyebab

sel menjadi nekrosa dan terakumulasinya LDL teroksidasi) (Stocker &

Keaney 2004).

Perubahan metabolit yang terbentuk akibat interaksi lipid-lisin akan

mengubah muatan listrik LDL sehingga mengakibatkan terbentuknya epitop baru

yang hanya dikenal oleh reseptor pemangsa (scavenger) pada makrofag. Semua

reaksi di atas mendorong terjadinya perubahan struktur LDL dan pembentukan

senyawa baru yang beberapa diantaranya cukup polar untuk lepas dari partikel

LDL dan memiliki pengaruh biologis yang negatif, termasuk diantaranya sifat

aterogenik (Steinberg 1993; Riemersma 1994; Schwenke 1998).

Hipotesis respon imun. Konsentrasi tinggi lipoprotein di dalam darah dapat

meningkatkan permebialitas endotel yang akan memicu proses radang.

24

Terbentuknya radang pada pembuluh darah, menyebabkan sel mengeluarkan

sitokina ke permukaan pembuluh darah sehingga menstimuli pembentukan

molekul adhesi, protease maupun mediator terlarut lainya yang dapat masuk ke

sirkulasi darah (Packard & Libby, 2008; Hansson 2009). Hansson (2009),

menyatakan partikel LDL teroksidasi dapat merangsang sel limfosit T pada

permukaan pembuluh darah. Peradangan akan mengakibatkan monosit masuk ke

intima pembuluh darah yang akhirnya berubah menjadi makrofag. Pada waktu

bersamaan sel limfost T masuk ke dalam pembuluh darah dan bergabung dengan

makrofag

Gambar 9 Keberadaan sel antigen pada plak aterosklerosis dan sel T pada

permukaan endotel menandakan dimulainya kejadian imunologik.

Sitokina, khemokina, faktor pertumbuhan dan enzim hidrolitik

disekresikan oleh sel sebagai respon reaksi radang. Plak akhirnya

berkembang menjadi radang, ruptur atau tetap stabil sebagai plak

(Robertson & Hansson, 2005).

Rangsangan awal pada pembentukan lesi aterosklerosis menyebabkan

perubahan dan intergritas fungsional endotel, sehingga memudahkan lipoprotein

plasma masuk ke subendotel. Hiperkolesterolemia merupakan salah satu agen

penyebab teraktivasinya sel endotel pembuluh darah. Terjadinya infiltrasi dan

retensi LDL di dalam intima akan menginisiasi respon radang terhadap dinding

pembuluh darah. Modifikasi LDL oleh oksidasi maupun reaksi enzimatis pada

intima pembuluh darah, akan melepaskan fosfolipid yang dapat mengaktifkan sel-

sel endotel dalam mengekspresikan molekul adhesi (Hansson 2005; Libby 2002).

Partikel LDL termodifikasi kemudian ditangkap reseptor makrofag scavenger

tanpa pengaturan, dan pada akhirnya terbentuklah sel-sel busa. Keadaan ini akan

Infritasi Sel

Monosit

Sel-T

Sel-T

Sel Busa

Makrofag, DC

Sel Adhesi Pengambilan LDL

Pembuluh Darah

Pertumbuhan Plak peradangan dan

Perlukaan

atau

Antigen

permukaan

Sel Endotel

Peradangan dan

reaktif imun

25

mensintesis faktor pertumbuhan dan sitokina sehingga terjadi proliferasi sel otot

polos, migrasi dan kematian sel (Caterina 2000; Siekmeier 2007; Hansson 2009).

Pada awal perkembangan aterotrombosis ketika terjadi radang, molekul

VCAM- 1 terekspresikan sehingga meningkatkan pengambilan monosit dan sel

limfosit T ke endotel yang mengalami luka Kondisi ini menyebab leukosit

melepaskan monocyte chemo-attractant protein-1(MCP-1) dan pengambilan

kembali leukosit. Leukosit di dalam media pembuluh darah teraktivasi sehingga

menyebabkan terjadinya proliferasi sel-sel otot polos. Respon ini memberikan

tanda pada awal kejadian plak, adhesi monosit ke endotel lalu menembus lapisan

bawah membran sel sebagai akibat dari aktivitas enzim. Matrix metalopoteinase

(MMP) setempat pertama kali teraktivasi, lalu mendegradasi matrik jaringan

konektivus. Makrofag akan melepaskan sitokina dan bermigrasi ke permukaan

endotel pada bagian dalam media pembuluh darah. Proses ini selanjutnya akan

meningkatkan pelepasan monocyte stimulating factor (M-CSF) setempat dan

menyebabkan monosit berproliferasi (Crowther 2005). Pengaktifan monosit

setempat menyebabkan sitokina merangsang perkembangan aterosklerosis dan

oksidasi LDL (Hansson 2009; Libby 2002; Packard & Libby 2008).

Setiap kali terjadi inisiasi aterosklerosis, mediator-mediator radang

diekpresikan oleh sel-sel otot polos ke dalam plak aterosklerosis, yang meliputi

interleukin-1B (IL-B), tumor necrosis factor (TNFα-β), IL-6, M-CSF, MCP-1, IL-

18, dan CD-40L. Efek yang ditimbulkan oleh mediator dapat bermacam-macam,

seperti mitogenesis, proliferasi matrik intraseluler, angiogenesis dan

perkembangan sel busa. Molekul M-CSF merangsang reseptor scavenger pada

permukaan sel makrofag, sehingga pengambilan LDL teroksidasi meningkat, yang

pada akhirnya membentuk sel-sel busa busa (Crowther 2005; Linton & Fazio

2003).

Proses oksidasi lipoprotein merupakan suatu mekanisme pembentukan

abnormal dalam dinding pembuluh darah (Crowther 2005). Hal ini disebabkan

adanya proses oksidasi asam lemak jenuh majemuk dari lipoprotein dalam bentuk

LDL dan VLDL, yang melintasi sel endotel dan terperangkap dilingkungan

ekstraseluler intima. Telah diuraikan sebelumnya, bahwa partikel LDL teroksidasi

merupakan salah satu penyebab terbentuknya plak ateroma. Akibat proses

26

oksidasi yang terjadi di dalam tubuh, maka radikal bebas yang ada di dalam tubuh

(RO٭, ROO٭ dan OH٭) akan mengoksidasi lipid lebih lanjut menghasilkan

produk oksidasi lipid seperti malonaldehid.

Molekul LDL teroksidasi dapat dikenali oleh sistem imun tubuh sebagai

senyawa asing. Oleh sebab itu tubuh akan nerespon dengan cara: partikel LDL

bersama sama monosit berinfiltrasi ke intima, dan menghambat pergerakan

makrofag; makrofag mengambil LDL teroksidasi melalui reseptor scavenger yang

akhirnya membentuk sel-sel busa; LDL teroksidasi juga merusak endotel dan

meningkatkan proliferasi monosit, sel endotel dan otot polos (Steinberg et al.

1989; Steinberg et al. 1997). Respon ini makin lama makin meningkat dan

semangkin menebal hingga mempersempit arteri yang pada akhirnya

memperberat kondisi aterosklerosis (Stocker & Keaney 2004)

Sel imun limfosit T dapat menyesuaikan diri, berperan penting dalam

pengaturan aterogenesis termasuk lesi aterosklerosis dalam merespon monokina

yang diinduksi oleh interferon-γ (IFN-γ) dan IFN. Sub tipe CD4+

sel T, akan

mengenali antigen yang dibawa oleh Major histocompatibility complex clas II

(MHC-II) merupakan prediposisi terjadinya lesi (Packard & Libby 2008). Lesi

aterosklerosis yang berisi CD4+ sel T sebagai antigen reaktif dalam mengikat LDL

teroksidasi yang telah di klon dari lesi manusia. Pengaktifan CD8+

sel T pada

mencit yang apoE dihilangkan, ternyata dapat menimbulkan kematian dinding

arteri dan mempercepat aterosklerosis (Hansson 2009; Linton & Fazio 2003;

Packard & Libby 2008) Ada dua tipe sel Th yaitu Th1 dan Th2, tipe Th1

mengaktifkan respon makrofag dan menginisiasi hipersensitivitas terhadap

patogen intraseluler. Sedangkan tipe Th2 berespon pada alergi. Aterosklerosis

yang mengandung sitokin akan meningkatkan respon T helper-1 (Th1) sehingga

sel T teraktivasi untuk berdeferensiasi menjadi sel-sel Th1 efektor. Sel efektor

akan memproduksi macrophage activating colony interferon-γ. Interferon γ

meningkatkan efisiensi penyajian antigen dan sintesis sitokin peradangan TNF

dan IL-1 (Caterina et al, 2000; Hansson 2009; Linton & Fazio 2003; Packard &

Libby 2008).

Makrofag yang berinteraksi dengan limfosit sel T dapat langsng beradaptasi

(Gamabr 10), dan mensekresikan kemokin; sitokin proinflamasi (IL-1, IL-6 dan

27

TNF-α); oksigen reaktif dan spesies nitrogen: penyebab LDL teroksidasi dan

kerusakan sel; ekspresi faktor jaringan (trombogenositas); menangkap LDL

teroksidasi (pembentuk sel busa); dan mensekresikan protease untuk degradasi sel

otot (Robetson & Hansson 2006; Hansson 2009). Aktivitas biologis dari TNF-α

akan menginduksi sel-sel endotel dari gen yang mengatur berinteraksinya sel

endotel dengan leukosit, seperti molekul adhesi vascular celuler adhesion

molecule-1 (VCAM-1), intercellular adhesion molecule -1 (ICAM-1, P-selektin,

faktor jaringan, sitokina peradangan dan kemokin (Inoue et al. 2006). Molekul

intracellular adhesion molecule-1 (ICAM-1) dapat menarik netrofil dan limfosit.

Sedangkan endothelium leukocyte adhesion molecule-1 (ELAM-1) meningkatkan

interaksi antara monosit dan limfosit T dan vascular cell adhesion molecule-1

(VCAM-1) meningkatkan ikatan pada permukaan leukosit antara monosit dan

limfosit

Gambar 10 Kaskade kejadian aterogenesis diawali oleh makrofag yang

berinteraksi dengan limfosit sel T teraktivasi dan makrofag

(Robertson & Hansson, 2005).

Secara in vitro, proses oksidasi LDL dapat diinisiasi melalui inkubasi

dengan logam tembaga (Cu) dan atau besi (Fe) yang akan memecah lipid

hidroperoksida dan menginisiasi reaksi propagasi. Umumnya LDL yang

dioksidasi oleh ion logam merupakan zat kemotatik bagi monosit dan limfosit T.

Sedangkan cara LDL teroksidasi dapat terjadi in vivo sampai saat ini belum

diketahui secara pasti. Hal ini terjadi karena perubahan kimiawi ketika LDL

mengalami oksidasi kompleks dan prosesnya sebagian besar terjadi di daerah

Pengambilan LDL terosidaksi pembentukan sel busa

Ekspresi factor jaringan

Trombogenesitas

Sekresi oksigen reaktif dan spesies nitrogen :

LDL teroksidasi, kerusakan sel

Sekresi properadangan

Sitokina (IL-1, IL-6, TNF-(α)

Sekresi protease Degradasi ECM, pembentukan lesi

dan pecahnya plak

Aktivasi

Aktivasi

kemokin

Molekul Adhesi

Protease Reseptor skavenger

Sekresi kemokin

migrasi sel

Makrofag

28

subendotel pembuluh darah di luar sirkulasi sehingga evaluasi oksidasi LDL in

vivo masih perlu diteliti secara mendalam.

Faktor-faktor yang telah dilaporkan mempunyai kemampuan mempengaruhi

oksidasi LDL in vivo antara lain (1) adanya oksigen yang mendorong

terbentuknya radikal bebas seperti asap rokok, tekanan darah tinggi, senyawa

kimia dan obat-obat tertentu, (2) jumlah LDL yang memasuki jaringan subendotel

sangat tergantung pada konsentrasi plasma LDL dan derajat kerusakan jaringan

endotel, (3) faktor yang ada di dalam partikel LDL, seperti: kandungan asam

lemak tidak jenuh pada partikel LDL menjadi substrat dalam proses peroksidasi

lipid dan kandungan senyawa antioksidan endogen, dan (4) faktor yang ada di luar

partikel LDL, seperti aktivitas berbagai pro-oksidan selular, konsentrasi senyawa

pro-oksidan dan konsentrasi berbagai senyawa antioksidan di dalam plasma dan

cairan ekstraselular lainnya (Wuryastuti 2000; Morrow 1995; Reaven & Witztun

1998).

Protein yang terdapat di dalam daging bila dikonsumsi dengan tidak baik

dan hanya sedikit mikronutrien, dapat menimbulkan aterosklerosis karena terjadi

akumulasi homosistein. Homosistein merupakan racun yang sangat kuat bagi sel

otot polos dan sel endotel arteri. Homosistein adalah suatu asam amino yang

mengandung gugus sulhifdril, secara in vitro mempunyai kemampuan dalam

menghasilkan dan mengakumulasikan kolagen pada sel-sel otot polos pembuluh

darah, tetapi prosesnya belum diketahui dengan jelas (Leaf & Weber 1989).

Homosistein merupakan senyawa antara yang terbentuk pada system

metabolisme dan terdapat dalam beberapa bentuk di dalam plasma. Bebarapa hasil

penelitian terhadap peningkatan homosistein dalam darah (hiperhomosisteinemia),

menyatkan bahwa hiperhomosisteinemia merupakan salah satu faktor risiko

independen untuk terjadinya infak miokard, stroke dan penyakit pembuluh darah

perifer. Hiperhomosisteinemia moderat umumnya ditentukan oleh kadar

homosistein 15-16 umol/ml dan 40-50% merupakan penderita dengan komplikasi

vaskular (Verhoef et al. 2000). Kadar homosistein meningkat seiring dengan

menurunnya jumlah asam folat, vitamin B12 dan B6. Vitamin ini merupakan

substrat pada metabolism metionin dan homosistein.

29

Plak Ateroma

Ateroma adalah manifestasi aterosklerosis yang berarti pengerasan dinding

arteri. Sklerosis berasal dari kata Yunani yang berarti keras. Perkembangan

aterosklerosis diawali dengan perubahan di dalam endotel. Perubahan dimulai

dengan terbentuknya plak ateroma, yang dicirikan dengan adanya penimbunan

kolesterol dan asam lemak, kalsium, jaringan konektivus, sel-sel otot polos yang

berproliferasi dan matrik ekstraseluler (ME). Matrik ekstraseluler pada plak

ateroma tersebut berasal dari sel otot polos yang berproliferasi pada bagian intima.

Sel otot polos pembuluh darah bertanggung jawab dalam mensintesis komponen

matriks intraseluler termasuk proteoglikan. (Wagner 1985; Edwards dan Wagner

1988).

Kwak et al. (2001) menyatakan, bahwa ada 3 komponen utama untuk

terjadinya plak aterosklerosis yaitu: (1) sel endotel, sel otot polos, makrofag, dan

limfosit T, (2) matriks ekstraseluler jaringan pengikat, dan (3) akumulasi lipid

intraseluler dan ekstraseluler. Ketiga komponen tersebut dapat terjadi di dalam

berbagai proporsi pada plak yang berbeda dan menggambarkan peningkatan lesi.

Khususnya pada permukaan serabut penyusun sel otot polos yang menebal, dan

sedikit meradang.

Sel yang terlibat dalam aterosklerosis

Sel endotel merupakan lapisan pelindung utama dinding pembuluh darah

terhadap segala pengaruh buruk terutama berasal dari darah. Oleh karena itu jika

sel endotel mengalami kerusakan/luka, maka sel-sel otot polos dan monosit akan

masuk ke dalam sel intima endotel kemudian berproliferasi dan akhirnya akan

menumpuk menjadi sel busa. Akhinya terbentuklah plak pada bagian intima

dinding pembuluh darah.

Sel endotel merupakan suatu struktur pembuluh darah yang sangat krusial,

bukan hanya karena fungsinya, tetapi juga dapat menghasilkan mediator yang

mengatur pertumbuhan vaskular, fungsi trombosit dan koagulasi darah. Endotel

juga berfungsi dalam pengaturan tonus vasomotor dengan mensintesis dan

metabolisme endothelium derived hyperpolerising factor, prostacycline dan faktor

penting adalah endhotelium derived relaxing factor (EDGF), yang telah

30

diidentifikasi sebagai nitrit oxide (NO) atau suatu komponen terkait. NO dibentuk

dari L-arginin oleh kerja enzim NO-synthase (NOS), yang bekerja menghambat

agregasi dan perlekatan trombosit, modulasi proliferasi sel otot polos, menekan

pembentukan endotelin dan memodulasi perlekatan leukosit dan monosit ke

endotel (Bassenge & Busse 1988; Crowther 2005; Palmer et al. 1988; Wolin

2000).

Sel endotel berfungsi sebagai vasodilator, antitrombotik dan antiinflamasi.

Dalam kondisi normal, sel endotel mensintesis vasodilator yang berbeda seperti

NO, prostaglandin PG12 dan endothelium derived hyperpolarizing factor

(EDHF). Pada kondisi patologis, sel endotel mensintesis berbagai faktor

vasokontriksi seperti endothelium derived contriction factor (EDCF) termasuk

endotelin, superoksid dan prostaglandin (Shimokawa 2000). Sel endotel dan

trombosit menghasilkan granula protein membran 140 kD (GMP-140) yang dapat

berikatan dengan netrofil dan monosit, bila sel endotel teraktivasi dengan cepat

terjadi translokasi netrofil dan monosit ke dalam membran. Setelah monosit

menempel pada sel endotel, selanjutnya akan bermigrasi ke lapisan intima.

Migrasi ini terkait dengan kehadiran sitokina monocyte chemottractant protein-1

(MCP-1) yang dihasilkan dan disekresikan oleh sel endotel, sel otot polos dan

makrofag yang banyak dijumpai pada plak ateroma manusia maupun kelinci

(Carlos & Harlan 1990; Munro & Cotrans 1988; Steinberg 1993).

Peningkatan permebialitas sel endotel merupakan kelainan pertama akibat

terjadi jejas arteri dan merupakan suatu respon yang tidak spesifik disebabkan

oleh virus, toksin, kompleks imun, produk-produk yang dilepaskan oleh sel-sel

darah putih maupun platelet-platelet yang teraktivasi, serta stres fisik yang tidak

lazim (Hansson, 2009; McGill 1968). Hal ini dapat juga disebabkan adanya

peningkatan konsentrasi lipoprotein dalam darah. Kerusakan endotel akan

merangsang platelet-platelet terakumulasi, berdegranulasi dan menghasilkan

adenosine difosfat (ADP) serta tromboksan A2. Molekul ADP dan tromboksan

A2 merupakan penyebabkan penumpukan platelet. Platelet-platelet sel endotel,

makrofag, dan sel T limfosit menghasilkan cytokines like stimulating factors,

insulin like growth factor-1, TGF-B, interleukin-1, dan tumor necrosis factor.

Semua ini menghasilkan suatu faktor yang diketahui sebagai Platelet derivate

31

growth factors (PDGF), yang menyebabkan sel-sel otot polos dapat berproliferasi

masuk ke dalam intima dan mengambil lipoprotein untuk membentuk sel busa,

menghasilkan elastin, kolagen kemudian membentuk plak fibrosa. plak fibrosa

adalah lesi yang langsung berhubungan dengan penyakit terutama dalam kondisi

perubahan degeneratif (Argman et al. 2001; Hansson, 2009; Hoffman 1996;

Rackley 2006).

Sel-sel otot polos merupakan unsur paling penting dalam pembentukan

ateroma. Sel-sel ini berasal dari lapisan media dan berproliferasi ke dalam intima.

Sel otot polos mempunyai sifat mitogenik dan proliferatif. Sifat ini dipengaruhi

oleh rangsangan dari luar melalui reseptor khusus seperti LDL, faktor

pertumbuhan (PDGF), insulin (Hansson, 2005). Sel-sel otot polos pada arteri

terlibat di dalam kontraktil dan pengaturan intergritas struktur pembuluh darah,

serta metabolisme lipid. Sel otot polos merupakan faktor utama yang berperan

dalam perkembangan lesi aterosklerosis.

Hansson (2005) menyatakan bahwa sel otot polos mempunyai sifat

mitogenik dan proliferatif. Sifat ini dipengaruhi oleh adanya rangsangan dari luar

melalui reseptor khusus seperti LDL, platelet derived growth factor (PDGF) dan

insulin. Secara in vitro, sel otot polos yang dikultur dan diinkubasikan dengan

LDL teroksidasi dapat menimbulkan gangguan terhadap integritas struktural

matrik. Keadaan ini akan meningkatkan permebialitas terhadap lipoprotein plasma

dan menyebabkan gangguan ketahanan jaringan terhadap daya tekan.

Dalam media dari arteri normal mamalia, hanya sel otot polos ditemukan

Menurut St Clair et al. 1996, sel-sel otot polos dijumpai juga pada bagian intima

normal. Sedangkan Stary et al. (1992) menyatakan bahwa hasil uji mikroskop

elektron dan imunohistokimia, terdapat dua jenis selsel otot polos pada intima

arteri manusia yaitu sel otot polos yang banyak mengandung miofilamen atau

kontraktil dan yang banyak mengandung retikulum endoplasmik kasar (r-ER) atau

sintetik.

Menurut Stary et al. (1992) dan Stary et al. (1994), pada kultur sel, sel otot

polos yang banyak mengandung retikulum endoplasmik kasar dapat mensintesis

komponen matrik ekstraseluler. Menurut Anitshkow, sel-sel otot polos yang

terdapat pada lesi aterosklerosis mempunyai perbedaan morfologis dengan sel otot

32

polos yang terdapat pada media yaitu bersifat lebih basofilik. Hal ini disebabkan

sel otot polos banyak mengandung retikulo endoplasmik kasar dan (rER-smoot

muscle cells) atau sel otot polos yang termodifikasi (modified smooth muscel

cells). Proliferasi sel otot polos merupakan salah satu tanda adanya gangguan pada

pembuluh darah yang menyebabkan terbentuknya aterosklerosis.

Makrofag berperan penting dalam aterosklerosis dan metabolisme

lipoprotein. Makrofag berasal dari monosit dan peredaran darah yang menetap di

intima dan berkembang menjadi makrofag. Peran penting lainnya memediasi

respon peradangan dan antigen (antigen-independent/innate). Makrofag derivat

monosit adalah pemangsa dan penyaji antigen (antigen-presenting cells/APC)

terhadap respon peradangan yang menghasilkan sitokina, radikal oksigen bebas,

protease dan faktor komplemen. Pengambilan lipoprotein termodifikasi oleh

makrofag maka akan terjadi akumulasi kolesterol ester membentuk sel busa yang

dikenal sebagai garit lemak. Sel busa dapat pecah dan menghasilkan

metaloproteinase (Ross, 1999; Linton & Fazio, 2003; Hansson, 2005).

Makrofag memiliki reseptor yang dapat mengikat antibodi dan senjata yang

mampu mencari dan menghancurkan antigen yang khas terhadap antibodi itu.

Selama terjadi proses infeksi, sel limfosit-T yang terangsang menghasilkan

sejumlah limfokin yang akan menarik makrofag ke tempat yang dibutuhkannya

dan terus mengaktifkannya. Makrofag dapat juga berperan sebagai sel scavenger,

sel mediator sistem imun, sumber molekul kemotaksis dan sitokina (Efendi 2003;

Linton & Fazio 2003; Libby 2002).

Peranan Proteoglikan dalam Aterosklerosis

Proteoglikan (PG) merupakan makromolekul matrik ekstraseluler terdiri

atas protein rantai glikosaminoglikan (GAG), dihubungkan oleh oligosakarida

yang tersusun atas silosa-galaktosa-galaktosa . Sebagaimana dengan glikoprotein

maka PG mengandung rantai N-oligosakarida dan O-oligosakarida. Rantai

oligosakarida dari PG terdiri dari unit disakarida berulang yang mengandung 1)

Glukosamin atau galaktosamin, 2) Asam uronat kecuali untuk keratan sulfat, dan

3) Ikatan kovalen gugus sulfat baik sebagai ester-O atau sebagai sulfat-N, kecuali

33

untuk asam hialoronat (Poole 1986). Pada arteri normal, PG utama adalah

kondroitn 4-sufat (C4S), kondroitn 6-sufat (C6S), dan dermatan sulfat (DS),

sedangkan heparin sulfat (HS) dan heparin sulfat ditemukan dalam jumlah sedikit

(Edwards & Wagner 1988).

Kompleks proteoglikan dengan lipoprotein (PG-lipoprotein) terjadi pada sel

otot polos, hal ini merupakan bentuk terjadinya aterosklerosis. Kompleks PG-

lipoprotein dapat terbentuk karena kontak langsung dengan sel otot polos yang

disebabkan oleh adanya makrofag yang terstimulasi. Keadaan ini memicu

terjadinya akumulasi kolesterol ester sehingga menjadi sel-sel busa.

Komposisi asam amino dan berat molekul protein inti pada DS-PG dan CS-

PG aterosklerosis sama dengan normal, perbedaan ditemukan pada rantai GAG.

Molekul DS-PG aterosklerosis mempunyai berat molekul GAG lebih kecil (15

kD) dari normal (18 kD), sedangkan CS-PG sebagian besar rantai GAG berukuran

lebih panjang (2,0x104) dari normal (1,5x10

4) dan sebagian kecil berukuran lebih

pendek (1,2 x 10 4). Pada DS-PG aterosklerosis, substitusi residu serin terhadap

karbohidrat sangat tinggi (30–40%) dari normal (1-2%), monomernya berukuran

lebih besar, dan memiliki afinitas yang sangat besar terhadap LDL. Rantai GAG

CS-PG juga mengalami penurunan kandungan serin dan treonin yang mencapai

separuh dari normalnya. Kemampuan PG ini untuk berikatan dengan asan

hialoronat (HA) juga mengalami penurunan mencapai separuh PG normal. Selain

itu CS-PG yang ditemukan pada aterosklerosis adalah C6S, sedangkan pada

jaringan normal adalah C4S. Perbedaan-perbedaan tersebut diatas diduga terjadi

pada proses postranslasional PG dalam badan golgi (Rowe & Wagner 1985;

Wagner et al. 1986).

Poole (1988) menyatakan bahwa, PG dan glikoprotein merupakan

makromolekul dimana rantai oligosakarida atau polisakarida terikat secara

kovalen ke kerangka polipeptida. Rantai oligosakarida dari PG terdiri atas unit-

unit disakarida berulang mengandung: 1). Glukosamin atau galaktosamin, 2).

Asam uronat kecuali untuk keratan sulfat, dan 3). Ikatan kovalen gugus sulfat baik

sebagai ester-O atau sebagai sulfat-N, kecuali untuk asam hialoronat.

Proteoglikan merupakan matriks ekstraseluler pada permukaan sel yang

mengandung polisakarida linear dengan gugus sulfat, glikosaminoglikan (GAG)

34

berikatan kovalen ke protein inti. Makromolekul karbohidrat berperan penting

dalam memelihara intergritas struktural pada jaringan, karena berinteraksi dengan

makromolekul jaringan penghubung seperti kolagen dan elastin, proteoglikan

membentuk substansi dasar yang ada diantara sel. Proteoglikan juga memelihara

struktur dan intergritas fungsional dari endotel (Key et al. 1992; Rowe & Wagner

1985). Struktur dasar PG seperti Gambar 11.

Gambar 11 Struktur dasar proteoglikan

Berdasarkan struktur dan sifat komponen penyusunnya, PG mempunyai

peranan penting sebagai bagian matriks penyokong dari jaringan penghubung

yang terlibat langsung dalam interaksi antar sel-sel maupun antar sel-sel dengan

matriks (sel matriks). Molekul GAG bersifat hidrofilik, yang menyebabkan PG

mampu membentuk gel sehingga tahan terhadap tekanan. Cairan antar sel dalam

jalinan PG memungkinkan berlangsungnya difusi zat makanan dan metabolit, atau

dengan kata lain PG berperan dalam mengatur dan mengontrol distribusi garam

dan air. Hal ini penting untuk memelihara sel serta serabut ikat dengan baik

(Poole, 1988).

Identifikasi PG. Ioozo (1998) menyatakan bahwa berdasarkan struktur dan

fungsi yang sama terhadap tingkat genomik dan tingkat protein, proteoglikan

terdiri atas 4 macam gen yaitu, versican, aggregan, neurocan dan brevican.

Proteoglikan yang kaya akan leusin kecil disebut small leucin-rich proteoglikan

(SLRPs) berisi sedikitnya 9 produk yang dikode oleh gen terpisah dan

dikelompokkan menjadi 3 klas. Klas I, terdiri atas decorin dan biglycan; klas II,

35

terdiri atas fibromodulin, lumican, keratocan, PRELP, osteodorin; klas III, terdiri

atas epiphycan dan osteoglycan.

Kaplan & Aviram (2000) menyatakan bahwa heparan sufat (HS) dan GAG

berperan mengatur proses selular, termasuk mengatur berinteraksinya faktor

transkripsi (TF) di dalam inti. Hal ini dikarenakan HS dan GAG kaya akan leusin

seperti dekorin dan biglikan. Leusin dan biglikan terdapat pada jaringan arteri

normal maupun berlesi.

Proteoglikan yang terdapat pada dinding pembuluh darah terdiri atas:

perlecan, agrin dan bamacan. Perlecan mengkode gen HS-PG yang terletak pada

kromosom Ip-36 pter (manusia) dan kromosom 4-distal (tikus) dengan GAG

adalah heparan/ CS. Agrin mengkode gen AGRN terletak pada kromosom Ip-32

pter pada manusia dan kromosom 4-distal pada tikus dengan tipe GAG adalah HS,

sedangkan CS adalah bamacam tipe dari GAG (Ioozo 1998).

Menurut Wagner (1985) dan Edwards & Wagner (1988) menyatakan nahwa

proteoglikan utama pembuluh arteri normal adalah kondroitin 4 sulfat (C4S),

kondroitin 6 sulfat (C6S) dan dermatan sulfat (DS), sedangkan heparan sulfat (HS)

dan heparin dijumpai dalam jumlah sedikit.

Mekanisme Sintesis Tempat Intraseluler

Protein inti Retikulum endoplasmik

Intermediet dolikol Penambahan oligosakarida

difosfat manosa tinggi–N linked

Transferase glikosil glikosilasi

Transferase glikosil Penambahan rantai CS, KS,HS, &H Golgi

dengan UDP-glu & dan O- linked oligosakarida

UDP-N-asetilglukosamin

3’fosfoadenosin- Sulfasi secara bersama dgn GAG lalu

5’fosfosulfat (PAPS) terjadi epimerasi dari as glukoronik

untuk iduronik pada DS, HS & H

Perubahan OS manosa tinggi

ke asam sialik tipe OS

terjadi sekresi vakuola

Gambar 12 Biosintesis proteoglikan (poole 1988)

36

Biointesis proteoglikan berlangsung di dalam retikulum endoplasmik dan

disempurnakan di dalam golgi kemudian disekresikan melalui vakuola (Gambar

12). Pengaturan biosintesis melibatkan beberapa molekul penting seperti

hidrokortison, testosteron, follicle stimulation hormone (FSH) maupun growth

factor seperti PDGF, insulin-like growth factor II, pituitary-derived fibroblast

growth factor. Setiap jenis dari masing-masing sel mempunyai fungsi yang

berbeda (Poole 1988).

Fungsi lain PG dalam aterosklerosis adalah adanya hubungan tidak langsung

DS-PG dengan HS-PG. DS-PG dan heparin dapat mempercepat penghambatan

reaksi pembentukan trombin melalui stimulasi heparin cofactor II (HC-II).

Trombin merupakan serin proteinase yang berperan dalam hemostasis dan

trombosis melalui kemampuannya menghasilkan fibrin dan mengaktifkan platelet.

Molekul HC-II distimulasi oleh DS-PG-HA, selanjutnya akan diaktifkan oleh HS-

PG. Penurunan konsentrasi HS-PG pada penderita aterosklerosis menimbulkan

ganggguan terhadap pengaturan trombin, sehingga aktivitas trombin menjadi

berlebihan. Aktivitas trombin yang berlebihan ini selanjutnya akan menghambat

aktivitas DS-PG untuk menstimulasi dan melepaskan HC II (Cadroy et al. 1993;

Shirk et al. 1996).

Faktor Risiko

Faktor risiko merupakan penyebab yang dapat mendorong terbentuknya

aterosklerosis dan dapat menyebabkan PJK. Salah satu cara pencegahan PJK yaitu

menghindari berbagai faktor risiko. Faktor risiko tersebut antara lain: tingginya

kolesterol di dalam darah (hiperkolesterolemia), hipertensi, merokok, usia,

gender, estrogen, obesitas, etnis, diet, diabetes, gaya hidup, dan genetik. Saat ini

dikenal faktor risiko baru PJK seperti kadar homosistein, C-reactive Protein

(CRP) serta lipoprotein (a) (Libby 2000; Packard & Libby 2008).

Hiperkolesterolemia adalah kenaikan konsentrasi kolesterol dalam

peredaran dan darah tidak dapat disanggah lagi sebagai penyebab utama

aterosklerosis. Hal ini telah dibuktikan oleh para ahli dengan penurunan kolesterol

dalam darah menurunkan juga pembentukan aterosklerosis. Kolesterol sendiri

tidak dapat dipisahkan dengan lipoprotein dan lipid lainnya sebagai faktor

37

aterogenik. Kolesterol-HDL dapat memediasi hati untuk mengeluarkan kolesterol

melalui rivers transpotasi keperifer. Faktor genetik diketahui berkontribusi

terhadap rendahnya konsentrasi kolesterol HDL yang melibatkan perubahan

terhadap: gen untuk apolipoprotein A1-C11; lipoprotein lipase; protein transfer

ester kolesterol; lipase hepatik dan lesitin asiltransferase kolestrol.

Hipertensi dapat merangsang aterogenesis namun mekanisme kejadian

hipertensi tidak diketahui dengan pasti. Penurunan tekanan darah secara nyata

menurunkan resiko terjadinya stroke. Hipertensi diduga dapat menyebabkan

disfungsi endotel dengan menurunkan kadar Nitrit Oxide (NO), sehingga

vasodilatasi jadi berkurang dan resistensi pembuluh darah menjadi meningkat

(Panaza et al. 1993). Kondisi ini berkaitan erat dengan adanya peningkatan Ca2+

dan penuruan NO sintetase, atau sebagai efek radikal bebas derivat oksigen yang

menghambat produksi NO. Selain itu juga diduga beberapa jenis zat yang

dikeluarkan oleh tubuh seperti rennin, angiotensi dan lain lain dapat menginduksi

perubahan seluler yang menyebabkan aterogenesis.

Merokok, metabolit rokok adalah allylamine dengan produk akhir acreolin

dan spesies oksigen reaktif. Penurunan tekanan oksidatif pada level antioksidan

meneybabkan menurunnya kemampuan tehadap peroksidasi lipid, disfungsi

endotel dan pembengkakan mitokondria (Zimmerman & McGeaccliie 1987).

Merokok juga menyebabkan terjadi peningkatan agregasi dan fibrinogen plasma

yang berkontribusi terhadap gangguan di arteri (Badimon et al. 1999).

Diabetes berhubungan dengan aterosklerosis. Diabetes berperan dalam

penyakit vascular sebagai komplikasi jangka panjang seperti gangguan ginjal.

Pada diabetes terdapat peningkatan LDL yang mudah mengalami glikolasi dan

oksidasi, disamping itu VLDL dan HDL juga mengalami oksidasi dan glikolasi

(Bierman 1992). Hiperglikemia berkontribusi terhadap fungsi endotel yang

merespon produksi abnormal asetetilkolin, meningkatkan tromboksan dan

prostaglandin, meningkatkan Ca2+

intraselular. Semua molekul kimia ini

menyebabkan pelepasan agen vasokontriksi endotel seperti: asetilkolin1 dan

endotelin1. Hiperglikemia juga beraselerasi menghasilkan radikal bebas untuk

memediasi terjadinya LDL teroksidasi (Kawamura et al. 1994).

38

Fibrinogen merupakan prekursor dari fibrin dan berhubungan dengan

viskositas darah, aliran dan koagulasi darah. Peningkatan agregasi platelet, fibrin

dan pembentukan thrombin akan menstimuli proliferasi dan pembentukan plak.

Proses juga karena tingginya level faktor VII dan aktivator plasminogen yang

dapat sebagai prediksi dari aterosklerosis (Cartellaro et al. 1993).

Homosistein dilaporkan cukup signifikan sebagai faktor risiko untuk

penyakit pembuluh darah aterotrombotik. Mekanisme patogenik homosistein

diduga terkait dengan penyakit penyakit jantung termasuk efek dari fungsi

platelet, faktor pembekuan dan endotel yang menyebabkan migrasi dan proliferasi

sel (Mayer et al. 1996, Robinson, 2000). Level homosistein dapat dipengaruhi

oleh vitamin B12, B6 dan suplemen asam folat dalam pengaturan metabolisme

homosistein (Toole, et al. 2004).

Radikal Bebas dan Antioksidan

Dewasa ini, dunia kedokteran dan kesehatan banyak membahas tentang

radikal bebas dan antioksidan. Hal ini terjadi karena sebagian besar penyakit

diawali oleh adanya reaksi oksidasi yang berlebihan di dalam tubuh. Reaksi

oksidasi terjadi setiap saat, ketika kita bernafas reaksi oksidasi juga terjadi.

Reaksi oksidasi dapat menimbulkan radikal bebas yang sangat aktif dan dapat

merusak struktur dan fungsi sel. Tetapi reaktivitas radikal bebas dapat dihambat

oleh system anti oksidan yang melengkapi sistem kekebalan tubuh (Winarsih,

2007).

Dalam kehidupan aerobik, oksigen mempunyai beberapa peranan penting

antara lain memproduksi energi, mensintesis berbagai senyawa esensial,

menurunkan aktivitas molekul yang tidak dikehendaki dan melawan

mikroorganisme yang masuk ke dalam tubuh. Pada orang dewasa, oksigen yang

dikonsumsi 90-95 % akan diubah oleh proses respirasi di dalam mitokondria

menjdi air (H2O). Sekitar 5-10% sisanya akan mengalami reduksi univalent atau

bivalent menghasilkan senyawa oksigen reaktif, yaitu: radikal superoksida,

hydrogen peroksida dan hidroksi radikal (Estaerbauer 1993; Wuryastuti 2000).

Untuk pertahanan diri terhadap senyawa kimia yang berbahaya dan

mikrobah patogen yang masuk ke dalam tubuh, terdapat suatu sistem detoksikasi

39

dan respon imunologik yang melibatkan berbagai organ tubuh. Mekanisme

detoksifikasi ditunjukan untuk menanggulangi senyawa-senyawa kimia asing

seperti logam berat, pestisida, insektisida dan lain-lain. Berbagai logam berat dan

logam transisi telah diketahui sebagai katalis radikal bebas (Halliwel et al.1992).

Mekanisme detoksifikasi dapat meliputi pembentukan senyawa radikal (elektrofil)

dan radikal bebas. Reaksi ini terjadi didalam hati melalui system enzim

monooksigenase sitokrom P-50 (Zakaria 1996). Jumlah P-450 dalam hati

tergantung ukuran tubuh dan jangka hidup serta berbanding terbalik dengan

kemampuan jaringan membentuk peroksida. Selain itu, sitokrom P-450

memproduksi sejumlah besar oksigen aktif, dan NADPH-sitokrom P-450

reduktase yang membantu dalam pembentukan oksigen radikal.

Radikal Bebas

Radikal bebas, yang sering disebut sebagai senyawa oksigen reaktif (SOR)

adalah sebagai atom atau molekul yang mempunyai satu atom lebih yang tidak

berpasangan pada orbital luarnya (Halliwell et al. 1992). Ada dua cara untuk

terbentuknya radikal bebas yaitu: secara endogen, sebagai respon normal dari

rantai biokimia di dalam tubuh, sel (intrasel) maupun ekstrasel; secara eksogen

radikal bebas diperoleh dari polusi, makanan dan penyerapan kulit (Supari 1996).

Radikal bebas dan senyawa reaktif yang diproduksi dalam jumlah normal

sesungguhnya berperan penting dalam menjalankan fungsi biologik seperti sel

darah putih menghasilkan H2O2 untuk membunuh beberapa jenis bekteri

(Wuryastuti 2000). Radikal bebas dianggap berbahaya karena menjadi sangat

reaktif dalam upaya mendapat pasangan elektronnya, dan dapat membentuk

radikal bebas baru dari atom atau molekul yang elektronnya terambil untuk

berpasangan dengan radikal sebelumnya (Muhilal 1991).

Reaktivitas radikal bebas merupakan upaya untuk mencari pasangan

elektron. Sebagai dampak kerja radikal bebas tersebut akan terbentuk radikal

bebas baru yang berasal dari atom atau molekul elektronnya untuk berpasangan

dengan radikal sebelumnya. Tetapi apabila dua senyawa radikal bertemu dengan

elektron-elektron yang tidak berpasangan, dan kedua senyawa tersebut akan

bergabung membentuk ikatan kovalen yang stabil. Sedangkan bila radikal bebas

40

bertemu dengan senyawa bukan radikal bebas akan berpasangan dengan jalan:1.

Radikal bebas memberikan elektronnya yang tidak berpasangan (reduktor) yang

bukan radikal: 2. Radikal bebas menerima elektron (oksidator) dari senyawa

bukan radikal bebas dan 3. Radikal bebas bergabung dengan senyawa bukan

radikal bebas (Winarsi 2007; Halliwell et al. 1992).

Menurut Sadikin (2001), serangan radikal bebas terhadap molekul

sekelilingnya akan menyebabkan terjadinya reaksi berantai, kemudian

menghasilkan senyawa radikal baru. Dampak reaktivitas senyawa radikal bebas

dapat bermacam-macam dimulai dari kerusakan sel atau jaringan, penyakit

autoimun, penyakit degeneratif hingga kanker. Radikal bebas dapat menyebabkan

kerusakan di berbagai bagian sel, karena sangat reaktif dalam gerakan yang tidak

beraturan (Halliwell et al. 1992; Muhilal 1991). Kerusakan dapat terjadi pada

komponen penyusun membran sel seperti asam lemak tak jenuh yang merupakan

bagian dari fosfolipid, kerusaakan lebih lanjut terjadi pada organel sel sampai

pada kerusakan DNA di dalam inti (Halliwel 2005).

Pembentukan radikal bebas pada awalnya diketahui terjadi di netrofil dan

makrofag yang terinfeksi mikroorganisme (Jenssen et al. 1993). Radikal anion

superoksida (O2٭-) dapat dibentuk dari oksigen tereduksi menjadi air dengan

penambahan 4 elektron selama proses fosforilasi oksidatif. Radikal anion

kemudian akan dubah menjadi peroksida (H2O2) oleh enzim superoksid

dismutase. Oksigen yang teraktivasi dapat terjadi dalam brbagai sel, termasuk

mitokondra, glioksosom, perioksisom dan sitosol (Elastner,1991). Ion superoksida

terbentuk dalam kloroplas, mitokondria dan peroksisom merupakan senyawa

oksigen yang sangat reaktif (Fridovich 1986). Molekul H2O2 dapat tereduksi

membentuk radikal hidroksil (OH٭) yang sangat aktif dengan adanya ion logam

melalui reaksi feton (Breen & Murphy 1995). Radikal hidroksil dapat juga

terbentuk akibat reaksi non enzimatis selama pemaparan radiasi ion (Clark et al.

1987).

Peroksidasi lipid dapat mempegaruhi struktur dan fungsi membran seperti:

penurunan kandungan relatif asam eikosapentaenoat (C20:5) dan asam

dokosaheksaenoat (C22:6), pembentukan lipid hidroksi peroksida yang dapat

merangsang atau menghambat enzim spesifik yang berhubungan dengan

41

biomembran. Selain itu terjadinya oksidasi tiol grup dapat mempengaruhi

aktivitas enzim di dalam membran, konformasi protein yang berhubungan dengan

lipoprotein, penurunan fluiditas lipid biomembran. Terbebasnya produk pecahan

dari peroksidasi lipid akan menghasilkan efek-efek kerusakan sel (Donelly &

Robinson 1990). Bahan aditif pangan seperti asam karmiat dapat membentuk

radikal bebas yang berperan sebagai inisiator dalam proses peroksidasi lipid

sehingga menimbulkan kerusakan jaringan (Zakaria 1996).

Penelitian terhadap radikal bebas dan antioksidan sampai saat ini cukup

menarik. Telah diketahui bahwa berbagai pengaruh radikal bebas dapat

menyebabkan kanker, penyakit jantung koroner, rematik, gangguan respiratorik,

hepar, diabetes melitus dan proses penuaan. Akibat kerusakan sel ini dapat

mengakibatkan terjadinnya berbagai penyakit degenertif. Berbagai hasil

penelitian telah membuktikan bahwa reaksi senyawa elektrofil dapat diredam oleh

antioksidan (Esterbeurer 1991; Thies & Siege 1989). Radikal bebas di dalam

tubuh dapat dicegah pembentukannya dengan menghindari sinar matahari,

langsung, asap rokok, polusi udara, serta meningkatkan asupan makanan yang

kaya akan senyawa antioksidan seperti sayuran, buah-buahan , biji-bijian serta

kacang-kacangan.

Antioksidan

Antioksidan adalah senyawa/ zat yang dalam konsentrasi kecil dapat

mencegah reaksi oksidasi dengan mengikat radikal bebas dan molekul yang

sangat reaktif. Secara biologis, antioksidan adalah senyawa yang mampu

meredam dampak negatif oksidan dalam tubuh. Antioksidan bekerja dengan cara

mendonorkan satu elektronnya kepada senyawa yang bersifat oksidan sehingga

senyawa oksidan tersebut dapat dihambat reaksinya (Winarsi 2007). Selanjutnya

dikatakan bahwa, konsumsi antioksidan dapat menurunkan kejadian penyakit

degeneratif seperti: penyakit jantung koroner, kenker, aterosklerosis dan

osteoporosis. Antioksidan dapat meningkatkan status imunologis dan

menghambat timbulnya penyakit degeneratif akibat penuaan.

Keseimbangan oksidan dan antioksidan sangat penting karena berkaitan

dengan berfungsinya sistem imunitas tubuh. Kondisi ini untuk menjaga intergrites

42

dan fungsinya lipid, protein sel, asam nukleat dan mengontrol tranduksi sinal yang

diekspresikan gen dalam imun. Komponen terbesar penyusun membrane sel

adalah senyawa asam lemak tak jenuh. Asam lemak tak jenuh sangat sensitif

terhadap perubahan keseimbangan oksidan-antioksidan. Membran merupakan

barier penting agar sel dapat berfungsi normal, demikian juga dengan sistem

membran sel imun terhadap serangan berbagai benda asing (antigen). Sehingga

sel imun membutuhkan antioksidan dalam jumlah besar dibandingkan sel-sel

lainnya (Meydani et al. 1995; Winarsi 2007). Pada kondisi patologis,

keseimbangan normal antara produksi senyawa oksigen reaktif dengan

kemampuan pertahanan antioksidan akan mengalami gangguan. Efek semua ini

dapat menggoyahkan rantai oksidasi-reduksi normal sehingga terjadi kerusakan

oksidatf jaringan yang disebut sebagai stress oksidatif (Halliwell & Chirico 1993).

Antioksidan dapat dikatagorikan menjadi dua golongan yaitu, 1) golongan

zat gizi seperti vitamin A dan karotenoit, vitamin E, C dan B2, Zn, Cu, Se dan

protein; 2) zat non gizi seperti biogenik amin, senyawa fenol (tirosol, vanillin,

asam vanilat, karpakrol, gingerol, zingiron), senyawa polifenol (flavonoid, flavon,

flavonol, heterosida flavonoat, kalkon auron, biflavonoid), tanin (asam galat, asam

elegat, proantosianidin) dan komponen tetrapirolik (klorofil dan feofitin)

(Belleville-Nabet 1996).

Menurut Krinsky (1992), antioksidan biologi dapat dibagi berdasarkan

proses enzimatik dan non enzimatik. Antioksidan enzimatik adalah superoksida

dismustase (SOD), katalase dan selenium glutation peroksidase. Antioksidan non-

enzimatik adalah antioksidan larut lemak (tokoferol, karotenoid, flavonoid,

kuinon dan bilirubin); antioksidan larut air (asam askorbat, asam urat, protein

pengikat logam, dan protein pengikat heme). Antioksidan enzimatik dan non

enzimatik saling bekerja sama dalam memerangi senyawa oksidan di dalam

tubuh. Stres oksidatif dapat dihambat oleh kerja enzim-enzim antioksidan dan

antioksidan non enzimatik.

Berabagai antioksidan telah banyak diteliti dan diketahui fungsinya.

Antioksida non enzimatis banyak dijumpai dalam sayuran dan buah-buahan.

Kahkonten et al. (1999) menyatakan bahwa komponen antioksidan yang terdapat

dalam sayuran dan buhan-buahan berupa vitamin C, E, β karoten, flavonoid,

43

isoflavon, flavon, antisianin, katekin dan isokatekin. Senyawa-senyawa fitokimia

ini membantu melindungi sel terhadap kerusakan oksidatif yang disebabkan oleh

radikal bebas.

Komponen sayuran, buah-buahan dan komponen penyusunnya telah

banyak dibuktikan oleh beberapa peneliti terhadap efek hiperkolesterolemia.

Stasse-Wolthuis (1980) menyatakan bahwa konsumsi sayuran 570 g/hari dan apel

segar 600 g/hari mampu menurunkan kolesterol sebesar 4%. Menurut Sable-

Amplis et al. (1983) konsumsi apel 350 - 400 g/hari dapat menurunkan kolesterol

sebanyak 8-11%. Sedangkan penelitian yang dilakukan oleh Robertson at al.

(1976), dengan mengkonsumsi wortel sebanyak 200 g/hari ternyata dapat

menurunkan konsentrasi kolesterol sebesar 11%.

Vitamin C atau biasa dikenal sebagai L-asam askorbat merupakan

antioksidan yang larut dalam air, mempunyai kemampuan sebagai scavenger

radikal bebas di sitoplasma. Vitamin C tidak berfungsi sebagai scavenger radikal

lipid di dalam reaksi propagasi, tetapi mempunyai kemampuan dalam

menurunkan oksidasi vitamin E (Siekmeier et al. 2007). Zakaria et al. (1996)

menyatakan, senyawa tersebut merupakan bagian dari sistem tubuh terhadap

senyawa oksiogen reaktif dalam plasma dan sel. Bentuk Isomer-L vitamin C

mempunyai aktivitas lebih besar dibaningkan dengan isomer-D.

Menurut Levine et al. (1995), sebagai antioksidan vitamin C bekerja

sebagai donor elektron, dengan cara: memindahkan satu elektron ke ion Cu2+

;

memberikan elektronnya ke dalam reaksi biokimia intraselular dan ekstraselular;

menghilangkan oksigen reaktif di dalam sel netrofil, monosit, protein lensa, dan

retina; diluar sel mampu menghilangkan senyawa oksigen reaktif dan mencegah

terjadinya LDL teroksidasi, mentransfer elektron ke dalam tokoferol teroksidasi

dan mengabsorpsi logam di dalam saluran pencernaan.

Vitamin E yang disebut α-tokoferol merupakan antioksidan yang larut di

dalam lemak, dan banyak terdapat di dalam eritrosit maupun lipoprotein plasma.

Sebagai antioksidan, vitamin E berfungsi sebagai donor ion hidrogen yang

mampu mengubah radikal peroksil (hasil oksidasi lipid) menjadi radikal tokoferol

yang kurang reaktif, sehingga mampu mencegah kerusakkan rantai asam lemak.

Menurut Siekmeier et al. (2007), menyatakan bahwa vitamin E mampu

44

menghambat pembentukkan oksidasi LDL dari trombin yang dilakukan secara in

vitro. Secara alami vitamin E mempunyai 8 isomer yang dikelompokkan dalam 4

tokoferol (α, β, γ,δ) dan 4 tokotrienol (α, β, γ,δ) yang homolog. Vitamin E ini

telah diketahui dan dipercaya dapat berfungsi sebagai antioksidan potensial.

Asupan vitamin E mampu menrurunkan penyakit aterosklerosis dengan cara

melindungi LDL dari oksidasi. Antioksidan vitamin E mampu bereaksi dengan

radikal bebas pada mebran lipid membentuk radikal vitamin E yang sedikit

reaktif.

Menurut Halliwell et al. (1992), radikal vitamin E dapat mengalami

regenerasi dengan adanya glutation atau asam askorbat melelui mekanisme

sebagai berikut: 1. Tokoferol memindahkan atom hidrogen yang mempunyai

elektron tunggal sehingga dapat menhilangkan radikal bebas peroksil lebih cepat

dibandingkan dengan rantai radikal. 2. Radikal tokoferol yang tidak reaktif akan

dieliminasi oleh asam askorbat. 3. Radikal tokoferol akan bereaksi dengan

ubikuinon di dalam mitikondria kemudian dioksidasi lebih lanjut menjadi kuinon

yang dapat diekskresikan melalui urin.

Penelitian tentang mekanisme penghambatan awal aterosklerosis ditingkat

seluler masih perlu dilakukan. Aterosklerosis, dapat menyebabkan infraksi sel-sel

otot jantung, stroke iskhemik yang merupakan penyakit radang (Hanson 2009).

Seperti telah diuraikan sebelumnya, LDL yang teroksidasi merupakan salah satu

penyebab terjadinya plak ateroma. Proses oksidasi LDL merupakan suatu

mekanisme pembentukan LDL abnormal pada dinding arteri. Dengan mengkaji

dan mengetahu efek kurkuminoid ekstrak temu mangga, back to nature

merupakan alternatif terbaik bagi masyarakat dalam pencegahan dini terhadap

kejadian PJK. Hal ini ditunjang dengan studi epidemiologi yang telah banyak

dilakukan bahwa, PJK merupakan salah satu penyebab utama kematian yang

melebihi angka kematian yang disebabkan oleh penyakit infeksi.