-
1
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Metanil Yellow
Metanil Yellow merupakan salah satu bahan kimia yang
digunakan
sebagai pewarna dalam berbagai produk seperti pewarna untuk
kertas, tekstil,
sabun, kayu, dan cat. Bentuknya bisa berupa serbuk atau berupa
padatan.
Biasanya digunakan secara illegal pada industri mie, tahu,
kerupuk, dan jajanan
berwarna kuning mencolok. Bahan kimia ini sangat berbahaya bagi
kesehatan
karena adanya residu logam berat pada zat pewarna tersebut
13
.
Metanil Yellow saat ini dilarang digunakan sebagai zat pewarna
makanan,
sesuai dengan peraturan perundang-undangan yang berlaku, yaitu
Peraturan
Menteri Kesehatan Republik Indonesia Nomor:
239/Menkes/Per/V/1985 tentang
zat warna tertentu yang dinyatakan sebagai bahan berbahaya
13
.
Toksisitas Metanil Yellow bisa disebabkan oleh efek langsung
dari
kandungannya, pembentukan radikal bebas, dan produk hasil
oksidasi oleh
sitokrom P450 pada metabolisme xenobiotik dihepar 3.
2.1.1 Data Kimia dan Fisika
Metanil Yellow merupakan senyawa kimia golongan azo aromatic
amin,
yang berasal dari campuran asam metanilat dan difenilamin. Zat
pewarna ini
bersifat asam dan mengandung kelompok kloroform NN dan CC.
-
2
Gambar 2.1 Struktur Metanil Yellow
IUPAC : Disodium 2-hidroksi-1-(4-sulfonatofenilazo)
naftalen-6-
sulfonat
Sinonim : C.I. acid yellow 36, tropaeolin G,
3-[[4-(phenylamino)
phenyl]azo] benzenesulfonic acid monosodium salt, D &
C yellow No. 1, sodium 3-[(4-anilino) phenylazo]
benzenesulfonate, acid leather yellow R, amacid yellow
M, m-[(p-anilinophenyl) azo] benzenesulfonic acid
sodium salt, sodium 3-[(4-N-phenilamino) phenylazo]
benzenesulfate, sodium salt of metanilyazodiphenylamine.
Rumus molekul : C16H10N2Na2O7S2
Bobot molekul : 375,38 g/mol
Kelarutan : Larut dalam air, alkohol, sedikit larut dalam
benzene, dan
agak larut dalam aseton.
Tampilan : Serbuk berwarna kuning kecoklatan.
2.1.2 Absorbsi, Distribusi, Metabolisme dan Ekskresi Metanil
Yellow
Absorbsi Metanil Yellow bisa terjadi melalu rute oral, intravena
atau
paparan di kulit secara langsung. Dalam saluran cerna, Metanil
Yellow yang
terurai dalam makanan akan masuk dalam tubuh sebagai zat azo dan
mengalami
absorbsi di ileum. Zat warna azo merupakan kandungan utama
Metanil Yellow
-
3
yang memilki sifat toksik. Zat azo mempunyai sistem kromofor
dari gugus azo (-
N=N) yang berikatan dengan gugus aromatik. Zat azo mengalami
reduksi oleh
mikroorganisme di ileum atau enzim azo reduktase yang terdapat
di dinding
saluran cerna dan dihepar. Setelah mengalami absorbsi, zat azo
akan
disistribusikan ke seluruh tubuh 3.
Beberapa faktor yang mempengaruhi metabolisme dari Metanil
Yellow,
a)Rute masuk kedalam tubuh, b) Derajat absorbsi oleh saluran
cerna pada rute
oral, c) Kemampuan eksresi oleh sistem bilier, d) Perbedaan
genetik dalam hal
keberadaan dan aktivitas enzim azo reduktase di hepar, e)
Perbedaan flora di usus,
f) Aktifitas relatif dan spesifik dari sistem hepatik dan
intestinal dalam mereduksi
ikatan azo 3.Zat azo akan mengalami metabolisme berupa reaksi
oksidasi, reduksi,
hidrolisis dan konjugasi yang diatur oleh enzim. Mekanisme umum
terjadinya
reaksi oksidasi diperankan oleh sitokrom P-450 yang diawali
dengan transport
elektron pada komplek P-450-Fe3
yang mana pada akhirnya akan terjadi transpor
elektron dari atom oksigen dan menghasilkan produk oksidasi
14
.
Namun, proses biotransformasi pada zat azo yang dihasilkan dari
Metanil
Yellow terutama terjadi pada proses reduksi, karena strukturnya
yang
mengandung gugus sulfonat. Sehingga, reaksi pemecahan reduktif
dari ikatan azo
mungkin merupakan reaksi toksikologi yang paling penting dari
proses
metabolisme zat azo. Reaksi ini bisa dikatalisa oleh enzim yang
terutama terdapat
dihati, usus dan di kulit. Komponen zat azo akan masuk ke dalam
usus secara
langsung melalui rute oral atau melalui saluran empedu pada rute
parenteral. Zat
ini akan direduksi oleh enzim azo reduktase yang diproduksi oleh
bakteri di usus.
Katabolisme pertama yang terjadi pada proses ini adalah
pemecahan ikatan azo
-
4
yang menghasilkan amina aromatik yang lebih toksik dari bentuk
zat sebelumnya.
Aktifitas enzim azo reduktase yang dihasilkan oleh bakteri di
usus lebih besar dari
pada aktifitas enzim azo reduktase hepar 3. Nicotinamide Adenin
Dinucleotid
(NAD) dan Nicotinamide Adenine Dinucleotide Phosphate (NADPH)
memiliki
kemampuan untuk mereduksi zat azo bila tidak ada enzim yang
lainnya pada
keadaan asam. Zat azo yang mengalami reduksi mimilki ikatan
eletron dengan
densitas yang lemah, hal ini mungkin terjadi akibat terjadinya
ikatan hidrogen dari
atom N zat azo bersama dengan grup naftol yang menghasilkan
konfigurasi keto-
hidrazone. Hasil akhir dari proses pemecahan reduktif dari
ikatan azo pada
Metanil Yellow menghasilkan senyawa nitroanilin yang merupakan
golongan
amina aromatik. Zat metabolit dari amina aromatik kebanyakan
tidak bisa
dibiodegradasi atau bisa ddidegradasi dengan lemah. Sehingga
menyebabkan efek
toksisitas yang luas 3,15
.
Eksresi zat azo dari metanil yelow bisa melalui rute fekal dan
rute ginjal.
Zat azo yang masuk kedalam usus melalui rute oral atau melalui
saluran empedu,
dan tidak terabsorbsi di usus akan dibuang melalui feses.
Sedangkan zat azo yang
beredar dalam darah akan diserap diginjal untuk kemudian di
eksresikan melalui
urin. Karena metabolit hasil reduksinya yang bersifat toksik,
eksresi dari zat azo
bisa menyebabkan efek toksik pada saluran perkemihan 3
.
2.1.3 Metabolisme Xenobiotik di Hepar
Xenobiotik adalah suatu senyawa-senyawa yang asing bagi tubuh,
yang
dalam keadaan normal tidak dibutuhkan oleh tubuh manusia,
seperti obat-obatan,
karsinogen kimia, dan berbagai senyawa lainnya. Berbagai macam
senyawa
xenobiotik tersebut bila masuk kedalam tubuh akan dimetabolisme
di hepar.
-
5
Metabolisme xenobiotik di hepar dibagi menjadi 2 fase, Fase I
hidroksilasi dan
Fase II Konjugasi 14
.
Gambar 2.2 Intisari Mekanisme Xenobiotik
Sumber : Buku Ajar Biokimia Metabolisme Xenobiotik 16
Pada fase 1, terjadi reaksi utama yaitu hidroksilasi yang
dikatalisis oleh
enzim mono-oksigenase atau disebut sitokrom P450. Enzim ini juga
mengkatalisis
reaksi deaminasi, dehalogenasi, desulfurasi, epoksidasi,
peroksidasi, dan reduksi.
Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :
RH + O2 + NADPH + H+ R OH + H2O + NADP
RH di atas mewakili beragam xenobiotik, termasuk obat,
karsinogen, pestisida,
polutan atau senyawa endogen berupa steroid tertentu,
eikosanoid, asam lemak,
dan retinoid. Senyawa xenobiotik yang biasanya bersifat
lipofilik akan diubah
menjadi hidrofilik pada proses hidroksilasi. Proses hidroksilasi
menghasilkan
senyawa radikal hidroksil seperti yang tertulis dalam reaksi
diatas. Pada reaksi
fase 2, turunan senyawa xenobiotik yang dihasilkan dari reaksi
fase 1 akan
dikonjugasikan dengan molekul lain, misalnya asam glukoronat,
sulfat, atau
glutation yang bertujuan untuk menghasilkan senyawa xenobiotik
yang larut air
sehingga bisa disekresikan melalui urine atau empedu 14
.
-
6
Tujuan keseluruhan dari metabolisme xenobiotik adalah untuk
meningkatkan polaritas xenobiotik sehingga ekskresinya dari
tubuh meningkat.
Xenobiotik yang sangat hidrofobik akan menetap dijaringan
adiposa hampir
selamanya jika tidak diubah menjadi bentuk yang lebih polar.
Hasil lain yang
didapatkan pada proses metabolisme xenobiotik adalah
terbentuknya senyawa
hidroksil yang merupakan radikal bebas 14
.
2.1.4 Radikal Bebas dan Stres Oksidatif
Beberapa species yang berpotensi menimbulkan kerusakan sering
disebut
dengan istilah reactive oxygen species (ROS), reactive nitrogen
species (RNS)
dan reactive chlorine species (RCS) timbul sebagai hasil
sampingan dari
metabolisme normal dan dari reaksi kimia yang di produksi dalam
tubuh manusia
atau dengan kata lain disebut sebagai produk endogen tubuh
17
. Radikal bebas
adalah spesies kimiawi yang memiliki sebuah elektron tidak
berpasangan pada
orbital terluarnya. Radikal bebas derajat tinggi bisa merusak
sel melalui reaksi
dengan komponen sel yaitu protein, lipid, dan asam nukleat.
Bentuk kerusakan ini
disebut oksidasi dan dapat menyebabkan kematian pada sel berupa
nekrosis 6.
Membran sel tersusun atas unsaturated lipid. Unsaturated lipid
ini sangat peka
terhadap proses kerusakan oleh radikal bebas dan menyebabkan
pembentukan
dinding sel yang tidak terkontrol. Dengan menebalnya dinding
sel, maka sel akan
menjadi lebih sulit dalam menerima nutrisi. Selain itu juga sel
akan mengalami
kesulitan dalam menerima sinyal-sinyal untuk bekerja. Sehingga
mengalami
kerusakan membran 18
.
-
7
Gambar 2.3 Reactive Oxygen Species dan Reactive Nitrogen Species
yang diproduksi dalam
Tubuh Manusia 17
Stres oksidatif yakni suatu kondisi yang dilaporkan menyebabkan
cedera
sel di berbagai keadaan patologis. Kerusakan yang diperantarai
oleh radikal bebas
berperan pada beragam proses seperti cedera kimiawi dan radiasi,
cedera iskemia-
reperfusi (dipicu oleh pulihnya aliran darah ke jaringan
iskemik), penuaan sel, dan
pemusnahan mikroba oleh fagosit 6. Stres oksidatif terjadi bila
keseimbangan
terganggu dimana jumlah ROS sangat meningkat atau kapasitas
sistem
antioksidan tubuh sangat menurun, yang mengakibatkan reaksi
patologis antara
ROS dengan molekul biologis 19
.
-
8
2.1.5 Metabolisme Metanil Yellow
v.porta hepatica
Fase 1 : Hidroksilasi oleh sitokrom p450 Fase 2 : konjugasi
Metanil Yellow
Oral (tercampur dalam makanan) Parenteral Paparan di kulit
Mengandung zat azo
Mengalami absorbsi di ileum
Pembuluh darah perifer
Di hepar akan mengalami metabolisme xenobiotik
Masuk v.mesenterika
Terdistribusi diseluruh tubuh
Menghasilkan radikal hidroksil
Di hepar proses reduktif nya diperankan oleh
enzim azo reduktase
Metabolisme reduktif menghasilkan
senyawa amina aromatik berupa
nitroanilin
tidak mampu atau sangat lemah untuk
didegradasi
Menjadi sumber radikal bebas
Radikal Bebas meningkat,
Antioksidan tetap
Terjadinya stress oksidatif
Kerusakan lipid bilayer membran sel,
protein dan DNA
Nekrosis sel hepar
Terbentuk senyawa yang lebih polar
Larut Air
Serum
Urin
Feses Ginjal
Empedu
v. hepatica
v. cava inferior
Jantung
Ke seluruh tubuh
-
9
2.2 IL-1
2.2.1 Sitokin
Sitokin merupakan produk polipeptida dari banyak jenis sel
(tetapi pada
dasarnya merupakan limosit dan makrofag yang teraktivasi) yang
melakukan
fungsi jenis sel lainnya, termasuk faktor perangsang koloni
(colony-stimulating
factors), yang mengatur pertumbuhan sel prekursor sumsum imatur;
interleukin;
dan kemokin yang merangsang terjadinya adhesi leukosit serta
pergerakan terarah
(kemotaksis) 6. Sitokin diproduksi dalam respon terhadap mikroba
dan antigen
lain yang memediasi dan meregulasi reaksi imun dan inflamasi
20
.
Gambar 2.4 Fungsi sitokin pada host defense 20
Pada imunitas innate, sitokin diproduksi oleh
makrofag dan sel NK yang memediasi reaksi inflamasi awal
terhadap mikroba dan
mengeliminasi mikroba. Pada imunitas adaptif, sitokin
menstimulasi proliferasi dan
differensiasi antigen-stimulated lymphocytes.
Sitokin dihasilkan selama terjadi respons radang dan imun,
sekresinya
bersifat sementara dan diatur secara ketat. Banyak jenis sel
menghasilkan sitokin
multiple, dan efeknya cenderung pleiotropik (sel yang berbeda
dipengaruhi secara
berbeda pula oleh sitokin yang sama). Sitokin juga sering kali
berlebihan dalam
aktivitas serupa yang dapat diinduksi oleh berbeda. Sitokin
dapat bekerja pada sel
-
10
yang sama dengan sel yang memproduksinya (efek autokrin), pada
sel lain
disekitarnya (efeek parakrin), atau secara sistemik (efek
endokrin), aktivitasnya
diperantarai dengan pengikatan terhadap reseptor spesifik 6.
Sitokin dapat dibagi menjadi dua kelompok yaitu sitokin yang
berperan
pada inflamasi akut dan kronis. Sitokin /yang berperan pada
inflamasi akut
meliputi IL-1, TNF-, IL-6, IL-11, IL-8, IL-16, IL-17, G-CSF,
GM-CSF. Sitokin-
sitokin ini juga berperan pada inflamasi kronis. Pada inflamasi
kronis sitokin
dapat dibagi menjadi dua kelompok yaitu sitokin untuk respon
inflamasi humoral
dan respon seluler. Sitokin yang memediasi respon humoral adalah
IL-4, IL-5, IL-
6, IL-7, and IL-13, sedangkan sitokin yang memediasi respon
seluler adalah IL-1,
IL-2, IL-3, IL-4, IL-7, IL-9, IL-10, IL-12, interferon, TGF-,
TNF- dan 21.
Gambar 2.5 Sitokin yang terlibat pada respon inflamasi akut dan
kronis 21
-
11
2.2.2 IL-1
Keluarga IL-1 terdiri dari 3 sruktur polipeptida, yaitu IL-1 dan
IL-1, IL-
1 ra masing-masing memiliki efek yang menguntungkan dan
merugikan, serta
antagonis reseptor IL-1, yang menghambat aktivitas IL-1. IL-1
dan IL-1
mampu untuk menyebabkan demam, mengantuk, anoreksia, dan
hipotensi. IL-
menstimulasi pengeluaran hormone pituitary, meningkatkan
sintesis kolagen,
menyebabkan destruksi kartilago dan menstimulasi produksi
prostaglandin yang
mendorong ke arah penurunan ambang nyeri. IL-1 juga dilibatkan
dalam
kerusakan sel pankreas pada pulau Langerhans. Antagonis reseptor
IL-1
memberikan beberapa perlindungan terhadap penyakit yang
disebabkan karena
pengaruh IL-1. Antagonis reseptor IL-1 merupakan inhibitor
spesifik pada
aktivitas IL-1 yang bertindak sebagai penge-block ikatan IL-1
dengan reseptor
permukaan sel 22
.
2.2.3 IL-1
IL-1 adalah polipeptida, disekresikan oleh pecahan proteolitik
dari
molekul prekursor, dapat dideteksi di darah dan serum. IL-1
memiliki 26%
sekuen homolog dengan IL-1 dan berikatan dengan reseptor yang
sama dengan
IL-1 23.
Gambar 2.6 Struktur IL-1 ,seperti lembaran yang terlipat-lipat
23
IL-1 disintesis oleh makrofag, sel endotel, keratinosit,
neutrofil, limfosit
B, fibroblast, sel epitel dan sel dendritik. Secara in vitro,
IL-1 berfungsi sebagai
-
12
faktor pertumbuhan untuk hematopoietic stem cell, mengawali
aktivasi kaskade
autokrin dan parakrin, adhesi PMN ke sel endotel, dan lain-lain.
Sedangkan secara
in vivo, IL-1 meningkatkan produksi dan pelepasan acute phase
protein,
menginduksi penyakit yang mirip dengan syok septik ketika
bersama dengan
TNF, dan lain-lain 23
.
IL-1 disintesis sebagai molekul prekusor besar, dengan berat
molekul
31.000. bentuk mature memiliki berat 17,500 dalton. IL-1
dikeluarkan oleh sel
kedalam ruang ekstraseluler dan ke sirkulasi. Mekanisme
pengeluaran meliputi
eksositosis dari vesikel, transport aktif oleh multidrug
resistant protein dan
kematian sel. Agar aktivitas biologinya optimal, prekursor IL-1
harus dipecah.
Terdapat beberapa enzim yang memecah prekusor menjadi lebih
kecil, menjadi
bentuk yang lebih aktif, tetapi terdapat satu protease yang
sangat spesifik untuk
memecah prekusor IL-1 dari 31.000 menjadi 17.500 dalton, yaitu
IL-1-
Converting Enzyme (ICE). ICE merupakan protease intraseluler
22
.
Konsentrasi plasma IL-1 biasanya dibawah batas deteksi (40
pg/ml) pada
subjek yang normal. IL-1 plasma jarang dideteksi pada pasien,
walaupun
pemeriksaan IL-1 lebih sensitive dibandingkan dengan IL-1. Tidak
adanya IL-
1 dalam sirkulasi sesuai dengan pengamatan bahwa kultur sel
tidak
mengeluarkan bentuk , tetapi bentuk 22.
-
13
Gambar 2.7 Produksi dan sekresi dari IL-1
22
Keterangan : Stimulus seperti endotoksin akan mengaktifasi sel
untuk mentranskripsi RNA
(mRNA) menjadi interleukin-1 (IL-1) dan interleukin-1 (IL-1).
Kedua bentuk ini awalnya disintesis sebagai prekursor besar.
Protease ekstraseluler memecah prekursor IL-1 menjadi IL-1 matur.
IL-1 perkursor dipecah oleh IL-1 Converting Enzyme (ICE) menjadi
bentuk matur didalam sel, setelah itu akan disekresikan. Prekursor
IL-1 juga ditemukan diluar sel
22
Dampak biologis IL-1 bergantung pada jumlah yang dilepaskan.
Pada
kadar rendah fungsi utamanya adalah seagai mediator inflamasi
lokal dan
memiliki efek autokrin dan parakrin, misalnya berinteraksi
dengan sel endotel
untuk meningkatkan pengaturan ekspresi molekul adhesi pada sel
endotel, seperti
ikatan untuk integrin. Dalam kadar tinggi IL-1 masuk kedalam
sirkulasi darah
dan melancarkan efek endokrin, misalnya menyebabkan deman,
menginduksi
sintesis protein fase akut oleh hepar dan lain-lain. Faktor yang
mengatur
pelepasan IL-1 belum jelas tetapi diduga kerusakan sel merupakan
salah satu
faktor yang menyebabkan pelepasan IL-1 oleh sel-sel tersebut
23.
Gambar 2.8 Efek utama IL-1 dan TNF- pada inflamasi 6
-
14
2.3.4 Mapping IL-1-
Ket : = Fisiologis
= Patologis
IL-1
Sel
Aktivasi
produksi
antibodi
T-sel
Aktivasi
produki
IL-2
limfokin
Sel endotel
adhesi
leukosit
seperti
neutrofil
Transkripsi RNA (m-RNA)
Prekursor besar :
IL-1 IL-1
Converting
enzim Protease
ekstraseluler
IL-1 matur IL-1 matur
Internal
- Kerusakan sel o inflamasi
Eksternal
- Xenobiotik - Microba - Microorganisme
- Injury
Aktivasi mononuclear
fagosit
Endogen dan
pirogen Mengaktivasi
limfosit T & B
Mononuclear
sel factor
Mediator
leukosit
endogenus
Produksi IL-1
Kemotaksis
Cel target
Liver Hipotalamus
Sintesa akut
fase protein Demam
IL-1 + IL-1
Aktivasi IL-6
Proliferasi sel
-
15
2.2.4 Hepar
2.2.4.1 Anatomi Hepar
Hepar merupakan organ terbesar pada tubuh, menyumbang sekitar
2
persen berat tubuh total, atau sekitar 1,5 kg pada rata-rata
manusia dewasa 25
. Unit
fungsional dasar hati adalah lobulus hati, yang berbentuk
silindris dengan panjang
beberapa milimeter dan berdiameter 0,8 sampai 2 milimeter dan
hati mengandung
50.000 sampai 100.000 lobulus 25
.
Gambar 2.9 Makroskopis Hepar 26
Lobulus hepar terbentuk mengelilingi sebuah vena sentralis yang
mengalir
ke vena hepatika dan kemudian ke vena cava. Lobulus sendiri
dibentuk terutama
dari banyak lempeng sel hepar, masing-masing lempeng hepar
tebalnya dua sel
dan diantaranya terdapat kanalikuli biliaris yang mengalir ke
duktus biliaris di
dalam septum fibrosa yang memisahkan lobulus hepar yang
berdekatan 25
.
Di dalam septum terdapat venula porta kecil yang menerima
darah
terutama dari vena saluran pencernaan melalui vena porta. Dari
venula ini darah
mengalir ke sinusoid hepar gepeng dan bercabang kemudian ke vena
sentralis.
Arteriol hati juga ditemui di dalam septum interlobularis, yang
menyuplai darah
ke jaringan septum sampai ke sinusoid hati. Dengan demikian, sel
hati terus
menerus terpapar dengan darah vena porta maupun arteri 25
.
-
16
Selain sel-sel hepar, sinusoid vena dilapisi oleh dua tipe sel
yang lain,
yaitu: sel endotel khusus dan sel kupffer besar (sel
retikuloendotelial), yang
merupakan makrofag residen yang mampu memfagositosis bakteri dan
benda
asing lain di dalam darah sinus hepatikus 25
.
Gambar 2.10 Gambar Mikroskopis Unit Fungsional Hepar (Lobulus
Hepar) 26
Hepar melakukan banyak fungsi berbeda namun tetap merupakan
organ
tersendiri dan berbagai fungsinya tersebut saling berhubungan
satu sama lain.
Berbagai fungsi hepar, yaitu meliputi: penyaringan dan
penyimpanan darah,
penyimpanan vitamin dan besi, pembentukan empedu, pembentukan
faktor
koagulasi, dan metabolisme zat kimia asing, karbohidrat, lemak
dan protein,
termasuk pembentukan protein plasma 25
.
-
17
2.2.4.2 Histologi Hepar
Hepar terdiri atas satuan heksagonal disebut lobulus hati. Di
pusat setiap
lobulus, terdapat sebuah vena sentral yang dikelilingi
lempeng-lempeng sel hepar
yaitu hepatosit dan sinusoid secara radial. Jaringan ikat disini
membentuk triad
porta atau daerah porta, tempat cabang arteri hepatika, cabang
vena porta, dan
cabang duktus biliaris 27
. Hepatosit dipisahkan oleh sinusoid yang tersusun
melingkari eferen vena hepatika dan duktus hepatikus. Sinusoid
hepar memiliki
lapisan endotelial berpori yang dipisahkan dari hepatosit oleh
ruang Disse (ruang
perisinusoidal) 28
. Sel-sel lain yang terdapat dalam dinding sinusoid adalah
sel
fagositik kupffer dan sel stellata 29
.
Gambar 2.10 Hepar dengan pengecatan haematoxylin dan eosin
28
Keterangan : 1. Arteri hepatica, 2. Vena portal, 3. Duktus
biliaris, 4. Sel hepatosit
2.2.2 Fisiologi Hepar
Hepar merupakan organ parenkim yang paling besar hepar juga
menduduki urutan pertama dalam hal jumlah, kerumitan, dan ragam
fungsi. Hepar
sangat penting untuk mempertahankan fungsi hidup dan berperan
dalam hampir
setiap metabolisme tubuh dan bertanggung jawab atas lebih dari
500 aktivitas
berbeda. Hepar memiliki kapasitas cadangan yang besar dan hanya
membutuhkan
10-20 % jaringan yang berfungsi untuk tetap bertahan. Destruksi
total atau
pengangkatan hepar menyebabkan kematian dalam waktu kurang dari
10 jam.
-
18
Hepar mempunyai kemampuan regenerasi yang mengagumkan. Proses
regenerasi
akan lengkap dalam waktu 4-5 minggu 18
.
Fungsi hepar yang utama adalah membentuk dan mengekskresi
empedu;
saluran empedu mengangkut empedu sedangkan kandung empedu
menyimpandan
mengeluarkan empedu ke usus halus sesuai kebutuhan. Hepar
menyekresi sekitar
500 hingga 1000 ml empedu setiap hari. Hepar juga berperan
penting dalam
metabolisme karbohidrat, protein, dan lemak. Semua protein
plasma (kecuali
gama globulin) disintesis oleh hepar. Protein tersebut antara
lain albumin,
protrombin, dan faktor pembekuan lainnya. Selain itu sebagian
besar degradasi
asam amino dimulai dalam hepar melalui proses deaminasi. Hepar
juga
mempunyai fungsi lain, yaitu penimbunan vitamin, besi, tembaga,
konjugasi,
ekskresi steroid adrenal dan gonad, serta detoksifikasi sejumlah
zat endogen dan
eksogen. Fungsi detoksifikasi sangat penting dan dilakukan oleh
enzim hepar
melalui oksidasi, reduksi, hidrolisis, atau konjugasi zat yang
dapat berbahaya dan
mengubahnya menjadi zat yang secara fisiologis tidak aktif
18
.
2.2.3 Hubungan Stress Oksidatif pada Kelainan Hepar
Hepar merupakan organ yang rentan terhadap pengaruh radikal
bebas 30
.
Karena hepar merupakan organ utama dalam metabolisme tubuh,
secara tidak
langsung dapat terpengaruh oleh produk metabolik berbahaya yang
terbentuk pada
organ lain seperti jantung, otot skelet dan ginjal melalui
peredaran darah.
Peningkatan radikal bebas yang tidak diikuti oleh peningkatan
antioksidan akan
menyebabkan terjadinya oxidative stress 30
, karena ROS yang dihasilkan lebih
besar daripada yang dapat dibuang oleh mekanisme pertahanan sel
31
.
-
19
Gambar 2.11 Mekanisme pembentukan radikal bebas dan netralisir
antioksidan 6
Oksigen diubah menjadi superoksid melalui enzim oksidatif
(seperti P-450
dan b5 oksidase) di dalam Retikulum endoplasma, Mitokondria,
Membran
Plasma, Peroksisiom dan Sitosol. Oksigen juga dirubah menjadi
Hidrogen
Peroksidase oleh Superoksid Dismutase (SOD) dan juga dirubah
menjadi Radikal
Hidroksil dengan adanya Besi oleh reaksi Fenton. Hidrogen
Peroksida yang
diperoleh langsung masuk melalui Oksidase ke Peroksisom. Keadaan
tersebut
memperparah kondisi pada penyakit hati Alkoholik dan
meningkatkan resiko
terjadinya mutasi, kanker, juga penyakit degeneratif. Sehingga
merusak
makromolekul dalam sel seperti karbohidrat, protein, DNA dan
sebagainya,
selamjutnya kerusakan makromolekul dapat mengakibatkan kematian
sel 32
.
Kerusakan total atau pembuangan hati mengakibatkan kematian
dalam 10 jam 33
.
-
20
2.3 Nilam (Pogostemon cablin Benth)
2.3.1 Taksonomi
Tanaman nilam termasuk dalam famili Labiatae yang memiliki
sekitar 200
genus, salah satunya adalah Pogostemon. Dalam taksonomi
tumbuhan, kedudukan
tanaman nilam diklasifikasikan sebagai berikut
Kingdom : Plantae
Divisi : Spermatophyta
Subdivisi : Angiospermae
Kelas : Dicotyledonae
Ordo : Labiatales
Famili : Labiatae
Genus : Pogostemon
Spesies : Pogostemon cablin Benth 34
2.3.2 Morfologi
Gambar 2.3.2 Daun Nilam 34
Genus Pogostemon terdiri atas 40 spesies, antara lain Pogostemon
cablin
Benth. (nilam singapura), P. Calbin (nilam pinang), P. Hortensis
Backer (nilam
jawa), dan P. Heyneamus (nilam kembang). Di Indonesia, jenis
nilam yang
-
21
banyak ditemukan adalah nilam aceh (Pogostemon patchouli sin. P.
Mentha sin.
P. Cablin). Nilam jenis ini memiliki potensi kandungan minyak
yang tinggi,
antara 2,5% - 5%. Nilam jawa dan nilam sabun (P. Hortensis)
memiliki
kandungan minyak rendah, masing-masing antara 0,5% - 1,5%,
sehingga kurang
menguntungkan untuk dibudidayakan 34
.
Berdasarkan sifat tumbuhnya, tanaman nilam adalah tanaman
tahunan
(perennial). Tanaman ini merupakan tanaman semak yang tumbuh
tegak,
memiliki banya percabangan, bertingkat-tingkat, dan mempunyai
aroma yang
khas. Secara alami, tanaman nilam dapat mencapai ketinggian
antara 0,5 m 1,0
m 34
.
Daun tanaman berbentuk bulat telur sampai bulat panjang
(lonjong).
Secara visual, daun nilam mempunyai ukuran panjang antara 5 cm
-11 cm,
berwarna hijau, tipis, tidak kaku, dan berbulu pada permukaan
bagian atas. Daun
terletak duduk berhadap-hadapan. Permukaan daun kasar dengan
tepi bergerigi,
ujung daun tumpul dan urat daun menonjol ke luar 34
.
Tanaman nilam jarang berbunga. Bunga tumbuh di ujung
tangkai,
bergerombol, dan memiliki karakteristik warna ungu
kemerah-merahan. Tangkai
bunga berukuran panjang antara 2 cm -8 cm dan diameter antara 1
cm 1,5 cm.
Daun mahkota bunga berukuran panjang 8 mm 34
.
-
22
2.3.3 Komponen Minyak Nilam
Minyak nilam diperoleh dari hasil penyulingan daun, batang dan
cabang
tumbuhan nilam. Kadar minyak tertinggi terdapat pada daun dengan
kandungan
utamanya adalah patchouly alkohol yang berkisar antara 30 50 %.
Aromanya
segar dan khas dan mempunyai daya fiksasi yang kuat, sehingga
sulit digantikan
oleh bahan sintetis 35
Minyak hasil dari penyulingan merupakan senyawa kompleks
yang
terbentuk dalam tumbuhan karna pengaruh air atau uap panas
36
. Patchouli alcohol
merupakan komponen penyusun utama yang menentukan mutu minyak
nilam
dengan kadar tidak boleh kurang dari 30%. Ditinjau berdasarkan
titik didihnya
komponen utama minyak nilam mempunyai titik didih berbeda
Patchouli alcohol
(140C pada 8 mmHg), Patchouli alcohol (140C pada 8 mmHg),
Eugenol
(252,66~C pada 760 mmHg), benzaldehyde (178,07' C pada 760
mmHg),
cinnamic aldehyde (25 1,00 C pada 760 mmHg) dan cadinen (274'C
pada760
mmHg) 37
.
Menurut Maryadi 38
minyak nilam mengandung lebih dari 30 jenis
komponen kimia, diantaranya adalah 4 hydrocarbon monoterpene, 9
hydrocarbon
sesquiterpene, 2 oxygenated monoterpene, 4 epoksi, 5
sesquiterpene alcohol, 1
non sesquiterpene alcohol, 2 sesquiterpene keton dan 3
sesquiterpene ketoalcohol.
Tabel 2.2 Komponen Kimia Penyusun Minyak Nilam 39
No Komponen
1
2
3
4
5
caryophyllene patchoulene seychellene
bulnesene guaienepoxide
6
7
8
9
bulnesenepoxide norpatchoulenol
patchoulol
pogostol.
-
23
Tabel 2.3 Komponen Penyusun Nilam dari Berbagai Penelitian
40
-
24
2.3.3 Riset Tentang Nilam
2.3.3.1 Terpenoid sebagai Antioksidan
Nilam (Pogostemon cablin Benth) merupakan jenis tanaman yang
menghasilkan minyak atsiri. Di Indonesia hingga kini terdapat
tiga jenis nilam
yang sudah dikembangkan yaitu Pogostemon cablin Benth,
Pogostemon
heyneanus Benth, dan Pogostemon hortensis Benth 39
. Minyak atsiri sering
dikenal dengan nama lain minyak essensial, minyak terbang,
volatile oil (minyak
yang mudah menguap). Minyak atisiri umumnya larut dalam pelarut
organik dan
tidak larut dalam alkohol 41
. Hasil sintesis senyawa turunan minyak atsiri dapat
digunakan sebagai antioksidan, aromaterapi, sun block, dan
banyak lagi kegunaan
lainnya 42
. Hasil penelitian yang dilakukan oleh diana, minyak atsiri
berpotensi
sebagai antioksidan. Kandungan minyak atsiri yang sebagian besar
terdiri dari
senyawa siklik tak jenuh termasuk salah satunya terpenoid
merupakan bahan
utama yang berpotensi menangkap radikal bebas dengan cara
melengkapi elektron
terluar yang kurang dari senyawa radikal bebas dan menghambat
reaksi berantai
dari pembentukan radikal bebas 12
.
2.3.3.2 Seskuiterpen sebagai Anti Inflamasi
Pada penelitian yang pernah dilakukan, dengan metode penelitian
analisis
mikro terhadap minyak atsiri tanaman ini, diketahui bahwa
komponen utamanya
merupakan senyawa volatil kelompok seskuiterpenoid. Senyawa
tersebut antara
lain, -, -, -patchoulene, -guaiene, -bulnesene, dan patchouli
alkohol 43.
Secara farmakologi, dalam sektor industri farmasi, minyak nilam
digunakan untuk
pembuatan obat antifungi, anti-inflamasi,serta dekongestan.
Senyawa -bulnesene
diketahui mempunyai aktivitas anti inflamasi terhadap PAF
(Platelet Activiting
-
25
Factor) sebuah phospolipid mediator yang dihasilkan berbagai sel
pada saat
terkena penyakit alergi, radang, asma, dan lain-lain 44
.
2.4 Antioksidan
Antioksidan adalah senyawa kimia yang menyumbangkan satu atau
lebih
electron kepada radikal bebas sehingga radikal bebas tersebut
dapat dihambat 45
.
Senyawa kimia dan reaksi yang dapat menghasilkan spesies oksigen
yang
potensial bersifat toksik dapat dinamakan pro-oksidan.
Sebaliknya, senyawa dan
reaksi yang mengeluarkan spesies oksigen tersebut, menekan
pembentukannya
atau melawan kerjanya disebut antioksidan. Dalam sebuah sel
normal terdapat
keseimbangan oksidan dan antioksidan yang tepat. Meskipun
demikian,
keseimbangan ini dapat bergeser ke arah pro-oksidan ketika
produksi spesies
oksigen tersebut sangat meningkat atau ketika kadar antioksidan
menurun.
Keadaan ini dinamakan stress oksidatif dan dapat mengakibatkan
kerusakan sel
yang berat jika stress tersebut masif atau berlangsung
lama.20
Enzim yang bersifat
antioksidan mengeluarkan atau menyingkirkan superoksidan dan
hidrogen
peroksida. Vitamin E, vitamin C, dan mungkin karoteinoid,
biasanya disebut
sebagai vitamin antioksidan, dapat menghentikan reaksi berantai
radikal bebas 34
.
-
26
2.5 Mapping Kandungan Nilam (Pogostemon cablin Benth)
Flafonoid seskuiterpen
Anti inflamasi
Menghambat
siklooksigenase
Tanin triterpenoid
Antioksidan
Antioksidan
scavenger radikal
bebas
Menghambat
pembentukan : Radikal
superoxide, radikal
hidroksil, radikal
peroxide dan hidrogen
peroxide
Saponin Monoterpen
Radikal bebas tidak
terbentuk
Antibakteri
Menghambat
aktivasi
pertumbuhan
dan
mendenaturasi
protein sel
bakteri
Antiseptik
Spasmoliktik
Sedatif
Pemberi aroma
khas
Pestisida
Anti jamur
Menghambat
pertumbuhan
jamur
Kandungan Nilam (Pogostemon cablin Benth)
monoterpen
Sesquiterpen
Saponin
Tannin
Triterpenoid
Flavonoid
Glikosida
Minyak atsiri (terpenoid)
-
27
O-hidrokarbon
2 Oksigenet- monoterpen
Nilam (Pogostemon cablin Benth)
Fitokimia Karakteristik simplisia Destilasi minyak atsiri
Kadar abu total
7,47%
Kadar abu yang
tidak larut dalam
asam 0,79%
Kadar sari yang larut
dalam etanol 12,64%,
Kadar Sari yang larut
dalam air 10,59%,
Kadar air 8,62%,
kadar
minyak atsiri 1,99%
Saponin
Tannin
Triterpenoid
Flavonoid
glikosida
Terpenoid
4-Hidrokarbon
-monoterpen
Sesquiterpen
Hidrokarbon O-hidrokarbon
Patchouli alcohol
-bulnesene
Monoterpenoid
Hidrokarbon
Antiinflamasi Menghambat platelet
aktivating factor
Antioksidan
Melengkapi elektron terluar
yang kurang dari radikal bebas
Pengikat aroma wangi
dan khas dari nilam dan
sebagai anti bakteri
9 hidrokarbon
sesquiterpen
5 sesquiterpen
alkohol
2 seskuiterpen keton
3 seskuiterpen
ketoalkohol
1 norseskuiterpen
alkohol