BAB I PENDAHULUAN. dilakukan menunjukkan keterkaitan antara pola konsumsi dan gaya hidup secara

Transkripsi

1 BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Meningkatnya penyakit degeneratif menurut studi epidemiologi yang dilakukan menunjukkan keterkaitan antara pola konsumsi dan gaya hidup secara signifikan. Masyarakat yang mengkonsumsi diet tinggi lemak mempunyai risiko lebih tinggi untuk menderita penyakit degeneratif seperti penyakit hati dan penyakit kardiovaskular (Mesink et al., 2003). Perkembangan teknologi informasi pangan dan perubahan gaya hidup mengakibatkan sebagian besar masyarakat merubah pola makan dengan konsumsi lebih banyak lemak, antara lain berupa makanan yang digoreng. Masyarakat Indonesia pada umumnya sangat menyukai makanan yang digoreng (Oeij et al., 2007). Secara komersial bahan pangan yang digoreng biasanya menggunakan sistim deep frying, yaitu memasak atau memanaskan makanan menggunakan minyak dalam jumlah banyak, secara berulang dengan suhu yang tinggi antara o C. (Danowska and Karpinska, 2005; Ketaren, 2005; Ghidurus et al., 2010). Krisis ekonomi yang melanda belahan dunia, tidak terkecuali Indonesia, telah menyebabkan sebagian besar para ibu rumah tangga berupaya secermat mungkin dalam pengelolaan pengeluaran keluarga, salah satunya melalui penghematan penggunaan minyak goreng tanpa mempertimbangkan kualitas minyak tersebut. 1

2 2 Minyak goreng dalam rumah tangga akan dimanfaatkan untuk beberapa kali dalam penggorengan (Kadarwati dan Wahyuni, 2010). Proses pemanasan minyak goreng yang lama ataupun berulang akan menyebabkan perubahan fisik kimiawi minyak goreng berupa peningkatan kejenuhan asam lemak minyak yang digunakan, mempercepat terjadinya dekomposisi asam lemak yang terkandung dalam minyak goreng yang pada batas tertentu mengakibatkan minyak menjadi tidak layak digunakan (minyak jelantah), karena telah terjadi kerusakan rantai karbon akibat oksidasi dan polimerisasi asam lemak yang akan menghasilkan radikal bebas senyawa peroksida (Danowska and Karpinska, 2005; Qing Zhang et al., 2012; Bou et al., 2012). Kerusakan minyak jelantah ditunjukkan melalui bilangan peroksida. Pemanasan minyak goreng pada suhu yang tinggi menyebabkan ikatan rangkap pada asam lemak tak jenuh terurai, dan kemudian akan teroksidasi membentuk gugus peroksida dan monomer siklik, sehingga tersisa asam lemak jenuh dalam bentuk asam lemak bebas yang tinggi (Winarno, 2004). Berdasarkan syarat mutu bilangan peroksida pada minyak goreng menurut Standar Nasional Indonesia (SNI) maksimal sebesar 1 mgo 2 /100 gram minyak (10 meq/1 kg minyak). Penggunaan minyak goreng berulang dalam rumah tangga menghasilkan bilangan peroksida meq/kg (Thadeus, 2005). Minyak jelantah sebagai radikal bebas dapat memicu terjadinya kerusakan oksidatif di dalam tubuh, maka konsumsi minyak jelantah dapat menimbulkan kerusakan DNA, protein, peroksidasi lipid, dan kerusakan membran sel. Kerusakan

3 3 oksidatif yang berlangsung terus menerus dapat menyebabkan timbulnya penyakitpenyakit yang bersifat kronis dan degeneratif (Dorffman et al., 2009). Hati sebagai tempat metabolisme berbagai senyawa yang masuk ke dalam tubuh merupakan organ tubuh yang paling rentan terhadap pengaruh berbagai zat atau senyawa kimia, salah satunya minyak jelantah (Jusup dan Raharjo, 2010). Penyakit perlemakan hati non alkoholik hingga saat ini merupakan kondisi klinis yang sering ditemukan dalam bidang hepatologi sebagai salah satu bentuk penyakit hati kronik (Dabhi et al., 2008). Salah satu penyakit degeneratif yang disebabkan minyak jelantah sebagai radikal bebas adalah perlemakan hati non alkoholik (Nonalcoholic Fatty Liver Disease = NAFLD) (Dabhi et al., 2008; Setiawan, 2014). Fatty Liver Disease (FLD) bervariasi mulai dari perlemakan hati sederhana (steatosis atau fatty liver), perlemakan hati dengan inflamasi (Nonalcoholic Steatohepatitis/NASH), fibrosis sampai menjadi sirosis hati (Charlton, 2009; Tacer and Rozman, 2011). Prevalensi penyakit perlemakan hati non-alkoholik meningkat dengan pesat di seluruh dunia pada beberapa dekade belakangan ini. Di Indonesia sampai saat ini belum ada data prevalensi NAFLD pada populasi umum. Namun, penelitian Hasan dan kawan-kawan (2002) pada populasi urban di Jakarta dengan Ultrasonography (USG) hati didapatkan prevalensi NAFLD sekitar 30%. Di RSUP Kariadi Semarang dengan pemeriksaan USG hati pada tahun didapatkan peningkatan kasus perlemakan hati dari tahun ke tahun, masing-masing pertahun adalah 4%, 4.5%, 5%, 6% dan 7% (Hasan et al., 2002; Setiawan, 2014).

4 4 Produksi radikal bebas yang melebihi antioksidan sistim pertahanan selular menimbulkan kerusakan oksidatif dengan menginduksi oksidasi dari asam lemak polyunsaturated dalam sistim biologik, sehingga terjadi kerusakan membran sel yang akan mengganggu keseimbangan kerja organel sel dan berlanjut pada gangguan produksi normal DNA (genotoxicity). Ketidakseimbangan reduksi oksidasi (redoks) seluler terkait dengan stimulasi onkogenik (carcinogenicity). Kerusakan DNA menjadi faktor predisposisi untuk timbulnya berbagai penyakit degeneratif dengan ditunjukkannya berupa peningkatan tingkat oxidative DNA lesions (8-OHdG/8- Hydroxy-2 -Deoxy Guanosine Monoclonal Antibody) (Kasai et al., 2001; Valko et al., 2006). Gangguan keseimbangan organel sel ini akan dapat berlanjut sampai menimbulkan kerusakan jaringan dengan pembentukan salah satu produk peroksidasi lipid yang dapat dideteksi dalam darah adalah malondialdehid (MDA) (Halliwell and Gutteridge, 2007; Moller et al., 2010). Produksi radikal bebas dalam sel dapat terjadi secara rutin misalnya akibat proses respirasi sel, proses metabolisme, proses inflamasi, maupun melalui reaksi terhadap rangsangan luar misalnya polutan, seperti asap rokok, asap kendaraan bermotor, radiasi sinar matahari, makanan berlemak, kopi, alkohol, obat, bahan racun pestisida, minyak goreng jelantah, dan masih banyak lagi yang lainnya (Pham-Huy et al., 2008). Dan reaksi radikal bebas selain melalui jalur kerusakan oksidatif, dapat juga terjadi melalui superoksida yang dihasilkan akibat salah satu reaksi aktifasi fagosit karena proses peradangan (Khansari et al., 2009).

5 5 Peradangan selain dikenal sebagai reaksi pelindung jaringan lokal terhadap iritasi, luka atau infeksi, dan realisasi terbaru inflamasi terbukti berperan dalam patogenesis berbagai macam penyakit, termasuk kanker (Aggarwal et al., 2006; Mantovanii and Pierotti, 2008). Banyak penelitian yang membuktikan adanya hubungan antara peradangan kronis dan keganasan (Nathan, 2002). Peradangan kronis memberikan kontribusi sekitar 25% dari seluruh kasus keganasan di dunia. Berbagai kondisi peradangan kronis menyebabkan sel rentan terhadap transformasi neoplastik (carcinogenicity) (Federico et al., 2007). Sitokin pro-inflamasi (IL-1, IL-6, tumor necrotizing faktor/tnf- dan interferon/inf-) menginduksi produksi Reactive Oxygen Species (ROS) dalam sel non fagosit dengan mengikat reseptor spesifik. Beberapa reseptor diaktifkan faktor pertumbuhan yang menginduksi ROS. ROS yang dihasilkan oleh induksi sitokin menjadi sinyal penting biologis terhadap efek pada sel seperti proliferasi dan apoptosis (Louis et al.,, 2005; Segal, 2006). Tingginya radikal bebas dalam tubuh dapat disebabkan karena rendahnya aktivitas enzim antioksidan. Antioksidan terdiri dari antioksidan endogen dan eksogen. Antioksidan endogen disintesis di dalam tubuh seperti superoksida dismutase (SOD), katalase (CAT) dan glutation peroksidase (GPx). Enzim SOD merupakan pertahanan pertama terhadap proses oksidasi yang berlebihan di dalam tubuh dan aktifitasnya bergantung pada beberapa logam mineral seperti Zn, Cu, Fe dan Mn. SOD mengkatalisis dismutase superoksida menjadi H 2 O 2 dan oksigen,

6 6 sehingga SOD merupakan enzim yang berfungsi memperbaiki sel serta melindungi sel dan jaringan terhadap toksisitas oksigen (Nurhayati et al.,, 2011). Menurut penelitian Thadeus (2005), dengan percobaan yang dilakukan selama 12 minggu, ditemukan adanya perubahan histologik hati, jantung dan aorta Mus musculus L Galur Swiss Derived akibat pemberian minyak jelantah dengan kandungan bilangan peroksida sebesar meq/kg yang berasal dari restoran fast food yang kemudian digunakan lagi untuk menggoreng bawang merah berulang kali. Mengingat banyaknya penggunaan minyak jelantah dalam rumah tangga, perlu diteliti efek toksisitas minyak jelantah dengan bilangan peroksida meq/kg (setara dengan bilangan peroksida minyak jelantah dalam rumah tangga) terhadap oksidatif DNA yang dicurigai sebagai penyebab tingginya penyakit degeneratif. Pada penelitian ini digunakan pemberian minyak jelantah dengan bilangan peroksida meq/kg (setara minyak jelantah rumah tangga) sebagai pencetus jalur kerusakan oksidatif DNA pada mencit (Mus musculus L) galur Swiss derived melalui produksi serum MDA, produksi serum SOD, perubahan struktur histopatologik hati, ekspresi sitokin peradangan (TNF-α dan IL-6), serta peningkatan 8-OHdG Perumusan Masalah Berdasarkan uraian latar belakang, dapat dirumuskan beberapa permasalahan, yaitu: 1. Bagaimana mekanisme minyak jelantah menimbulkan perubahan gambaran histologik hati?

7 7 a. Apakah pemberian minyak jelantah peroral pada mencit (Mus musculus L) dengan kandungan bilangan peroksida meq/kg dapat meningkatkan produk peroksidasi lipid dalam bentuk peningkatan kadar serum malondialdehida (MDA)? b. Apakah minyak jelantah dengan kandungan bilangan peroksida meq/kg dapat meningkatkan produksi serum SOD? c. Apakah terdapat perbedaan perubahan histologik hati akibat pemberian minyak jelantah dengan kandungan bilangan peroksida meq/kg selama 8, 12 dan 16 minggu? 2. Bagaimanakah mekanisme minyak jelantah menimbulkan oksidatif DNA melalui proses peradangan kronis? a. Apakah minyak jelantah dengan kandungan bilangan peroksida meq/kg dapat menimbulkan peradangan yang ditandai dengan peningkatan ekspresi TNF-α dan IL-6 pada jaringan hati? b. Apakah minyak jelantah dengan kandungan bilangan peroksida meq/kg dapat menimbulkan peningkatan 8-OHdG? 1.3. Tujuan Penelitian Tujuan Umum Mengkaji mekanisme minyak jelantah sebagai pencetus kerusakan oksidatif yang menimbulkan oksidatif DNA.

8 Tujuan Khusus a. Menganalisis kadar serum MDA yang dihasilkan akibat pemberian minyak jelantah dengan kandungan bilangan peroksida meq/kg selama 8 minggu, 12 minggu dan 16 minggu. b. Menganalisis produksi serum SOD akibat pemberian minyak jelantah dengan kandungan bilangan peroksida meq/kg selama 8 minggu, 12 minggu dan 16 minggu c. Menganalisis perubahan gambaran histologik hati akibat pemberian minyak jelantah dengan kandungan bilangan peroksida meq/kg selama 8 minggu, 12 minggu dan 16 minggu. d. Menganalisis tingkat ekspresi sitokin peradangan (TNF-α dan IL-6) pada jaringan hati yang dihasilkan akibat pemberian minyak jelantah dengan kandungan bilangan peroksida meq/kg selama 8 minggu, 12 minggu dan 16 minggu. e. Menganalisis produksi 8-OHdG pada DNA yang rusak akibat pemberian minyak jelantah dengan kandungan bilangan peroksida meq/kg selama 8 minggu, 12 minggu dan 16 minggu Manfaat Penelitian Manfaat teoritis Hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan sumbangan konsep ilmiah dan informasi mengenai mekanisme minyak jelantah dalam proses kerusakan oksidatif DNA hepatosit yang mengarah pada penyakit degeneratif.

9 Manfaat praktis a. Bagi Masyarakat : penelitian ini memberikan acuan bahaya pemakaian minyak jelantah terhadap kesehatan jangka panjang, yang berdampak sebagai bentuk pertahanan kualitas manusia Indonesia. b. Bagi pemerintah : agar mengendalikan penjualan minyak jelantah di pasaran, karena penggunaan minyak jelantah dapat membahayakan kesehatan jangka panjang, khususnya para generasi penerus bangsa dan perlu dipertimbangkan pengaturan harga-harga kebutuhan pokok khususnya minyak goreng sebagai bentuk perlindungan terhadap masyarakat Indonesia Keaslian Penelitian Dari penelusuran kepustakaan, belum ada penelitian yang mengamati toksisitas minyak jelantah dengan kandungan bilangan peroksida meq/kg melalui mekanisme oksidasi dengan perantaraan kerusakan oksidatif pada mencit (Mus musculus L) galur Swiss derived dengan kajian aspek pada bidang biologi molekuler dan imunologi melalui produksi serum MDA, produksi serum SOD, perubahan gambaran histologik hati, ekspresi sitokin peradangan (TNF-α dan IL-6) pada jaringan hati, dan produksi 8-OHdG. Ada beberapa penelitian yang tidak sama dengan penelitian ini, tetapi mengenai minyak jelantah yaitu: 1. Pengaruh pemberian Minyak Kelapa Bekas Gorengan Tahu-Tempe secara oral terhadap gambaran histologi hati mencit (Mus musculus L) Galur Swiss Derived (Furqonita, 1997), melaporkan terjadinya perubahan gambaran histologi yang

10 10 bertambah berat pada hati mencit berupa bendungan dan perlemakan (steatosis) dengan minyak kelapa bekas gorengan tahu-tempe sebanyak 9, 18 dan 27 kali. Belum ada laporan berapa besaran kandungan peroksida pada minyak kelapa bekas gorengan serta belum ada laporan mengenai besarnya kadar MDA, SOD, ekspresi TNF-α dan IL-6 serta produksi 8-OHdG yang menyebabkan perubahan gambaran histologi hati. 2. Pengaruh Vitamin C dan Vitamin E terhadap perubahan histologik hati, jantung dan aorta Mus musculus L Galur Swiss Derived akibat pemberian minyak jelantah (Thadeus, 2005), melaporkan pemberian minyak jelantah dengan kandungan bilangan peroksida sebesar meq/kg selama 12 minggu dalam jumlah 10 μl/gram berat badan menyebabkan bendungan hati, dilatasi vena sentralis, perlemakan hati, apoptosis daerah vena sentralis dan apoptosis daerah porta serta dilatasi ventrikel, penipisan dinding miokardium dan perubahan tunika elastika aorta. Belum ada laporan apakah minyak jelantah bekas rumah tangga (setara dengan kandungan bilangan peroksida sebesar meq/kg) dapat menyebabkan kerusakan oksidatif dan perubahan histologik hati melalui produksi 8-OHdG. 3. Efek Ekstrak Daun Krokot (Portulaca oleracea) sebagai Anti Oksidan Alami Terhadap Kadar Alanin Transaminase (ALT) dan Gambaran Histologi Sel Hepar Rattus norvegicus L yang Diberi Minyak Goreng deep frying (Jusup dan Raharjo, 2010), melaporkan bahwa terdapat penurunan kadar ALT dan aktivitas hepatoprotektif oleh ekstrak daun krokot yang diberi minyak goreng deep frying. Tidak ada laporan mengenai besaran kandungan bilangan peroksida minyak

11 11 kelapa bekas gorengan yang digunakan dan bagaimana dampak minyak goreng deep frying menimbulkan reaksi peradangan melalui ekspresi TNF-α dan IL-6 pada jaringan hati serta bagaimana peran sitokin peradangan tersebut pada perubahan histologik organ hati. 4. Pengaruh Suhu dan Lama Proses Menggoreng (deep frying) terhadap pembentukan asam lemak trans (Sartika, 2009), melaporkan bahwa adanya hubungan terbalik antara kadar asam lemak elaidat (trans) dan asam oleat (cis) dengan nilai p <0,05. Pembentukan asam lemak trans terjadi setelah proses penggorengan minyak pada pengulangan kedua. Tidak ada laporan mengenai besaran kandungan bilangan peroksida dari sampel minyak goreng yang digunakan, dan bagaimana mekanisme minyak goreng tersebut menyebabkan kerusakan jaringan hati. 5. Penelitian mengenai hubungan lamanya pemanasan dengan kerusakan minyak goreng curah ditinjau dari bilangan peroksida, melaporkan pemanasan minyak yang berulangkali dengan pemanasan yang tinggi menyebabkan kerusakan rantai karbon karena oksidasi dan polimerisasi asam lemak yang akan menghasilkan radikal bebas senyawa peroksida (Oktaviani, 2009). Tetapi belum ada laporan penelitian yang menjelaskan bagaimana minyak jelantah dengan bilangan peroksida meq/kg dapat menimbulkan kerusakan jaringan. 6. Penelitian dengan pemanasan minyak sawit merah menunjukkan peningkatan bilangan peroksida yang signifikan (p<0,05) dengan meningkatnya suhu (50 C, 100 C, 150 C, 200 C) dan waktu penggorengan (30, 60, 90 dan 120 ) (Alyas et

12 12 al., 2006). Tidak dijelaskan bagaimana bilangan peroksida yang tinggi menyebabkan kerusakan oksidatif dan perlemakan hati. 7. Penelitian Xin et all (2012) dengan judul Effect of Repeatedly Heated Palm Olein on Blood Pressure-Regulating Enzymes Activity and Lipid Peroxidation in Rats membuktikan pemanasan minyak goreng sawit yang berulang kali dapat mempengaruhi aktivitas enzim pengatur tekanan darah dan meningkatkan peroksidasi lipid. Tidak ada laporan mengenai besaran kandungan bilangan peroksida minyak goreng sawit yang digunakan dan tidak ada penilaian MDA, SOD, ekspresi TNF-α dan IL-6 serta produksi 8-OHdG sebagai parameter kerusakan oksidatif. 8. Adam et all (2008) dalam penelitian Consumption of repeatedly heated soy oil increases the serum parameters related to atherosclerosis in ovariectomized rats menyimpulkan bahwa minyak kedelai yang dipanaskan berulang kali menyebabkan peningkatan yang signifikan dalam Low Density Lipoproteins (LDL) dan reaksi zat asam serum tiobarbiturat (TBARS) dibandingkan dengan minyak segar. Semakin tinggi tingkat homosistein dalam tikus yang diovariektomi dengan makan minyak yang dipanaskan berulang kali, dibandingkan dengan tikus yang makan minyak segar, juga menunjukkan minyak yang dipanaskan berulang kali berkontribusi untuk perkembangan terjadinya aterosklerosis. Terpenting dari efek perlindungan minyak kedelai mungkin hilang setelah dipanaskan berulang kali. Tidak ada laporan mengenai besaran kandungan bilangan peroksida minyak

13 13 kedelai tersebut dan tidak ada penilaian MDA, SOD, ekspresi TNF-α dan IL-6 serta produksi 8-OHdG sebagai parameter pengukuran kerusakan oksidatif. 9. Hasil penelitian Srivastava et all ( 2010) mengenai Genotoxic and carcinogenic risks associated with the dietary consumption of repeatedly heated coconut oil menyimpulkan bahwa konsumsi minyak kelapa yang dipanaskan berulang-ulang menunjukkan penurunan kadar enzim antioksidan seperti SOD dan katalase, dengan disertai peningkatan ROS dan peroksidasi lipid di hati. Namun tidak ada laporan mengenai besaran kandungan bilangan peroksida dari minyak kelapa yang digunakan dan tidak ada penilaian MDA, ekspresi TNF-α dan IL-6, serta 8- OHdG sebagai parameter pengukuran kerusakan oksidatif yang terjadi pada hati. 10. Dhibi et al l ( 2011) dalam penelitiannya mengenai The Intake of High Fat Diet with Different Trans Fatty Acid Levels Differentially Induces Oxidative Stress and Non Alcoholic Fatty Liver Disease (NAFLD) in Rats membuktikan bahwa terdapat korelasi negatif antara kadar asam lemak trans di dalam diet dan aktivitas SOD, katalase, dan glutathione di dalam hati tikus, yang menimbulkan dugaan bahwa peningkatan konsumsi asam lemak trans terkait dengan penurunan efisiensi sistim antioksidan enzimatik yang disebabkan terjadinya kerusakan oksidatif di dalam hati tikus dan hasil histopatologi hati dari kelompok tikus yang diberi diet tinggi asam lemak trans menunjukkan gambaran vakuolisasi sitoplasma tingkat sedang hingga parah, hipertrofi hepatosit, hepatocyte ballooning, dan nekrosis peradangan. Tapi tidak ada laporan mengenai peran sitokin peradangan dalam

14 14 proses perubahan histopatologi tersebut, dan tidak menggunakan minyak goreng jelantah sebagai pemicu kerusakan oksidatif. Pada prinsipnya penelitian ini berusaha mengungkapkan perubahan oksidatif DNA akibat minyak jelantah dengan kandungan bilangan peroksida meq/kg yang setara dengan minyak jelantah yang dihasilkan rumah tangga, dengan lama pemberiaan yang berbeda yaitu 8 minggu, 12 minggu dan 16 minggu untuk memberikan efek kronis, mengingat kerusakan DNA memerlukan waktu lebih lama dari penelitian sebelumnya.