BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Tanaman Ubi Jalar Ungu (Ipomoea batatas (L.) Poir.) 2.1.1 Klasifikasi Ubi Jalar Ungu (Ipomoea batatas (L.) Poir.) Kingdom Divisi Subdivisi Kelas Ordo Famili Genus Spesies : Plantae : Spermatophyta : Angiospermae : Dicotyledoneae : Polemoniales : Convolvulaceae : Ipomoea : Ipomoea batatas (L.) Poir. (Lawrence, 1964). 2.1.2 Deskripsi Tanaman Ubi Jalar Ungu (Ipomoea batatas (L.) Poir.) Ubi jalar ungu dapat tumbuh dengan baik di daerah beriklim panas dan lembab dengan suhu optimal 27ºC serta lama penyinaran sekitar 11-12 jam per hari. Tanaman ini dapat tumbuh di dataran dengan ketinggian sampai 1.000 meter dari permukaan laut. Bentuk ubi jalar ungu biasanya bulat sampai lonjong dengan permukaan rata hingga tidak rata. Kulit ubi jalar ungu berwarna ungu kemerahan, dan daging umbi berwarna keunguan (Rukmana, 1997). Umbi ubi jalar ungu dapat dilihat pada gambar 2.1. 6
7 Gambar 2.1. Umbi Ubi Jalar Ungu (Ipomoea batatas (L.) Poir.) (Jusuf et al., 2008). 2.1.3 Kandungan Kimia Ubi Jalar Ungu (Ipomoea batatas (L.) Poir.) Ubi jalar sebagai bahan pangan memiliki mutu yang baik ditinjau dari kandungan gizinya, yaitu mengandung karbohidrat, mineral, dan vitamin. Vitamin yang terkandung dalam ubi jalar adalah vitamin A, B1, B6, niasin, dan vitamin C. Kandungan kalium, fosfor, kalsium, natrium, dan magnesium pada ubi jalar juga tinggi. Pada ubi jalar ungu, kandungan antosianin dan senyawa fenol cukup tinggi. Ubi jalar ungu memiliki kandungan antosianin yang paling tinggi dibandingkan dengan jenis ubi jalar lainnya, yaitu sebesar 110,51 mg/100 g (Ginting et al., 2011). 2.1.4 Khasiat Ubi Jalar Ungu (Ipomoea batatas (L.) Poir.) Umbi ubi jalar ungu merupakan salah satu sumber antosianin yang cukup tinggi. Beberapa penelitian telah membuktikan bahwa umbi ubi jalar ungu memiliki aktivitas antioksidan, antidiabetes, antihipertensi dan lain-lain. Pada penelitian yang dilakukan Jawi et al (2006), pemberian ekstrak air umbi ubi jalar ungu pada mencit dengan dosis 0,5 ml/ekor selama 7 hari telah terbukti memiliki aktivitas antioksidan pada darah, hati, jantung, dan usus mencit yang mengalami stres oksidatif setelah pemberian beban aktivitas fisik maksimal. Penelitian Jawi et
8 al (2012) juga membuktikan bahwa pemberian ekstrak air umbi ubi jalar ungu 3 ml/hari pada tikus selama 60 hari dapat menurunkan kadar glukosa darah dan MDA serta meningkatkan kadar antioksidan total dalam darah tikus diabetes yang diinduksi streptozotocin. Pada penelitian Jawi dan Yasa (2012), ekstrak air umbi ubi jalar ungu juga dapat menurunkan tekanan darah sistolik tikus putih hipertensi yang diinduksi NaCl dosis tinggi dengan pemberian dosis 4 ml/ekor selama 14 hari. 2.2 Ekstraksi Sonikasi Metode ekstraksi dengan sonikasi memanfaatkan gelombang suara dengan frekuensi yang lebih tinggi dari 20 khz. Tidak seperti gelombang elektromagnetik, gelombang suara harus melewati suatu medium dan pergerakan dari gelombang tersebut menyebabkan siklus ekspansi dan kompresi dalam medium. Pada siklus ekspansi, molekul akan bergerak secara terpisah, sedangkan pada siklus kompresi molekul akan bergerak bersamaan (Wang and Weller, 2006). Penetapan teknik ekstraksi sonikasi dengan menggunakan gelombang ultrasonik mampu mengekstrak senyawa fitokimia seperti alkaloid, flavonoid, polisakarida, protein, dan minyak esensial dari berbagai bagian tanaman dan bibit tanaman (Firdaus et al., 2010). Ekstraksi sonikasi dengan gelombang ultrasonik dapat menyebabkan gangguan fisik baik pada dinding maupun membran sel biologis serta penurunan ukuran partikel. Efek tersebut berdampak pada penetrasi pelarut yang lebih baik terhadap material sel yang pada akhirnya akan
9 meningkatkan laju perpindahan massa pada jaringan serta memfasilitasi perpindahan senyawa aktif dari sel ke pelarut (Novak et al., 2008). 2.3 Skrining Fitokimia Skrining fitokimia adalah pemeriksaan kimia secara kualitatif terhadap senyawa-senyawa aktif biologis yang terdapat dalam simplisia tumbuhan yang bertujuan untuk memberikan gambaran mengenai golongan senyawa yang terkandung dalam tanaman yang diteliti. Skrining fitokimia sebagian besar dapat dilakukan dengan reaksi pengujian warna dengan suatu pereaksi warna. Skrining fitokimia dapat membantu langkah-langkah fitofarmakologi yaitu melalui seleksi awal dari pemeriksaan tumbuhan tersebut untuk membuktikan ada tidaknya senyawa kimia tertentu dalam tumbuhan tersebut yang dapat dikaitkan dengan aktivitas biologinya (Farnsworth, 1966). 2.4 Lipid Lipid plasma merupakan suatu senyawa yang bersifat hidrofobik yang tidak larut dalam air dan dapat diangkut ke dalam peredaran darah dengan mengikat protein yang larut dalam air (Murray et al., 2003). Lipid plasma yang utama terdiri dari kolesterol, trigliserida dan fosfolipid (Ganiswarna et al., 2004). 2.4.1 Kolesterol Kolesterol memiliki sifat sangat larut dalam lemak, tetapi hanya sedikit larut dalam air dan mampu membentuk ester dengan asam lemak. Sekitar 70% kolesterol plasma berada dalam bentuk ester kolesterolnya (Guyton, 1995).
10 Kolesterol berasal dari dua sumber yaitu dari makanan (eksogen) dan kolesterol endogen yang disintesis oleh tubuh. Kolesterol berfungsi untuk regulasi cairan tubuh, unsur dari myelin dalam jaringan saraf, bahan baku untuk penyusun beberapa jenis biomolekul seperti hormon steroid, asam empedu, dan vitamin D (Boyer, 2002; Linn et al., 2009). 2.4.2 Trigliserida Trigliserida terutama digunakan dalam tubuh untuk menyediakan energi bagi berbagai proses metabolisme. Sebagian besar proses sintesis trigliserida pada manusia terjadi di dalam hati, tetapi sejumlah kecil juga dibentuk di dalam jaringan adiposa. Trigliserida yang dibentuk di dalam hati ditranspor oleh lipoprotein dengan densitas yang sangat rendah ke jaringan adiposa. Kadar trigliserida dalam darah dapat meningkat seiring dengan konsumsi makanan yang mengandung lemak secara berlebihan (Guyton, 1995). 2.4.3 Fosfolipid Fosfolipid adalah unsur pokok dari membran sel, dimana strukturnya mirip dengan trigliserida. Pada bagian kepala molekul terdapat nitrogen yang bersifat hidrofilik. Pada bagian ujung ekor terdapat asam lemak yaitu asam lemak jenuh dan tak jenuh yang bersifat hidrofobik (Sloane, 2004). Jenis fosfolipid yang utama yaitu lesitin, sefalin, dan sfingomielin. Fosfolipid sebagian besar dibentuk dalam sel hati (Guyton, 1995). 2.4.4 Lipoprotein Lipoprotein merupakan modifikasi bentuk kompleks makromolekul dari lipid plasma agar bersifat larut dalam air sehingga dapat ditransportasikan dalam
11 sirkulasi. Lipoprotein plasma terdiri atas sebagian besar fosfolipid, kolesterol bebas dan protein, sedangkan pada intinya tersusun oleh sebagian besar trigliserida dan kolesterol ester. Dengan elektroforesis, lipoprotein dibedakan menjadi 5 golongan besar yaitu kilomikron, VLDL, LDL, IDL, dan HDL (Ganiswarna et al., 2004; Dipiro et al., 2008). A. Kilomikron Kilomikron merupakan lipoprotein dengan berat molekul terbesar, dimana lebih dari 80% komponennya merupakan trigliserida yang berasal dari makanan dan kurang dari 5% berasal dari kolesterol ester. Kilomikron berperan dalam mengangkut trigliserida dari makanan ke jaringan lemak dan otot rangka kemudian membawa kolesterol ke hati (Katzung, 2002; Ganiswarna et al., 2004). B. Lipoprotein densitas sangat rendah (VLDL, very low density lipoprotein) VLDL terdiri dari 60% trigliserida dan 10-15% kolesterol, lipoprotein ini dibentuk di hati dari asam lemak bebas. Asam lemak bebas dan gliserol dapat disintesis dari karbohidrat sehingga makanan kaya karbohidrat akan meningkatkan jumlah VLDL. VLDL membawa kolesterol dari hati dan membawa sebagian besar trigliserida dalam darah. Pada proses selanjutnya, sebagian VLDL berubah menjadi LDL (Ganiswarna et al., 2004; Sloane, 2004). C. Lipoprotein densitas rendah (LDL, low density lipoprotein) LDL adalah lipoprotein pengangkut kolesterol terbesar pada manusia yaitu sekitar 70%. LDL terdiri dari 10% trigliserida dan 50% kolesterol. LDL merupakan metabolit VLDL yang berfungsi untuk mengangkut kolesterol ke
12 jaringan perifer untuk sintesis membran plasma dan hormon steroid. (Ganiswarna et al., 2004). D. Lipoprotein densitas sedang (IDL, intermediet density lipoprotein) IDL adalah zat perantara yang terjadi saat VLDL dikatabolisme menjadi LDL. IDL terdiri atas 30% trigliserida, 20% kolesterol dan relatif lebih banyak mengandung apolipoprotein B dan E. (Ganiswarna et al., 2004). E. Lipoprotein densitas tinggi (HDL, high density lipoprotein) HDL terdiri dari 13% kolesterol, kurang dari 5% trigliserida, dan 50% protein. HDL berperan dalam pengangkutan kolesterol dari jaringan perifer ke hati, sehingga penimbunan kolesterol di perifer berkurang (Ganiswarna et al., 2004). 2.5 Dislipidemia Dislipidemia merupakan ketidaknormalan kadar lipid di dalam darah yang ditandai dengan salah satu atau kombinasi dari peningkatan kadar kolesterol total, trigliserida, LDL, atau menurunnya kadar HDL. (Linn et al., 2009). Dislipidemia bukan merupakan penyakit, lebih tepat disebut sebagai kekacauan metabolik akibat dari beberapa macam penyakit dan kemudian akan berdampak pada terjadinya aterosklerosis dan selanjutnya akan menyebabkan penyakit kardiovaskular (Gordon, 2003). Dislipidemia dapat dibagi menjadi dislipidemia primer dan dislipidemia sekunder. Dislipidemia primer disebabkan oleh faktor keturunan seperti berkurangnya reseptor LDL atau apoprotein B yang terlibat dalam mengikat
13 partikel LDL dengan reseptor LDL. Sebagian besar dari kasus dislipidemia termasuk dislipidemia sekunder dan sebagian kecil kasus yang terjadi adalah dislipidemia primer. Dislipidemia sekunder terjadi akibat obesitas, asupan lemak tinggi, kurangnya aktivitas fisik, dan merokok (Pesek et al., 2011). Kadar kolesterol total, LDL, HDL, dan trigliserida pada tikus dapat dilihat pada tabel 2.1. Tabel 2.1. Klasifikasi kolesterol total, LDL, HDL, dan trigliserida pada tikus Keterangan: Lipid Darah Kadar Normal Kolesterol Total 10-54 mg/dl 1 LDL 7-27,2 mg/dl 2 HDL 35mg/dL 2 Trigliserida 26-145 mg/dl 3 ( 1 Smith dan Mangkoewidjojo, 1988; 2 Schaerfer and McNamara, 1997; 3 Nichols, 2003) 2.6 Terapi Dislipidemia Tatalaksana terapi dislipidemia dibagi menjadi dua, yaitu terapi nonfarmakologis dan terapi farmakologis. 2.6.1 Terapi Nonfarmakologis (Therapeutic Lifestyle Change) Komponen-komponen Therapeutic Lifestyle Change (TLC) meliputi pengurangan asupan kolesterol dan asam lemak jenuh, pemilihan makanan yang berhubungan dengan aturan makan untuk mengurangi LDL seperti stanol dan sterol serta peningkatan masukan serat yang dapat larut, penurunan berat badan, dan peningkatan aktivitas fisik. Terapi nonfarmakologis ini hendaknya menjadi terapi utama untuk dislipidemia, kecuali untuk pasien dengan hiperkolesterolemia bawaan atau hiperlipidemia gabungan yang bersifat familial, penanganan
14 terapinya dengan pengaturan makanan dan terapi obat dapat dimulai secara bersamaan (Grundy, 2006). 2.6.2 Terapi Farmakologis Obat antidislipidemia adalah obat yang ditujukan untuk memperbaiki kadar lipid dalam darah. Pemberian obat antidislipidemia dapat diberikan dalam menangani kasus dislipidemia apabila dengan terapi diet dan olahraga kondisi pasien tidak merespon (Illingworth, 2007). Bila terapi nonfarmakologis tidak berhasil, maka kita dapat diberikan bermacam-macam obat antidislipidemia tergantung dari jenis dislipidemianya. Terdapat 6 golongan obat antidislipidemia, yaitu: A. Statin Statin bermanfaat untuk menurunkan kolesterol, trigliserida, LDL, VLDL, dan meningkatkan sedikit HDL dengan cara penghambatan enzim HMG Ko-A (hidroksilmetilglutaril-koenzim A) reduktase yang berperan di dalam hati untuk mengubah HMG Ko-A menjadi asam mevalonat sehingga sintesis kolesterol dalam hati berkurang. Hal ini mengakibatkan jumlah reseptor LDL meningkat. LDL akan lebih banyak masuk ke dalam hati yang kemudian diekskresikan melalui empedu. Contoh obat golongan statin adalah fluvastatin, lovastatin, simvastatin, pravastatin, dan atorvastatin (NCEP, 2002). B. Fibrat Obat golongan asam fibrat dan turunannya efektif dalam menurunkan kadar trigliserida sehingga produksi VLDL dalam hati menurun. Golongan fibrat dapat ditoleransi baik, namun dapat menyebabkan miopati dan rhabdomyolisis apabila
15 digunakan bersama statin. Contoh obat golongan fibrat antara lain: Fenofibrat, Clofibrat, dan Gemfibrozil (Ganiswarna et al., 2004; Linn et al., 2009). C. Asam nikotinat Asam nikotinat (Niasin) adalah salah satu dari komponen vitamin B kompleks yang digunakan sebagai obat pilihan pertama untuk hipertrigliseridemia. Niasin menurunkan sintesis VLDL sehingga kadar IDL dan LDL akan menurun. Penurunan VLDL ini belum diketahui pasti, namun mungkin berhubungan dengan penghambatan lipolisis pada jaringan lemak sehingga asam lemak bebas yang diperlukan untuk sintesis VLDL di hati menurun (Ganiswarna et al., 2004; Wells et al., 2006). D. Resin pengikat asam empedu Obat golongan resin memiliki kemampuan dalam menurunkan kadar kolesterol dengan mekanisme kerja mengikat asam empedu yang mengandung banyak kolesterol sehingga kolesterol tidak diserap usus. Selain itu, sirkulasi enterohepatik juga diganggu, sehingga kolesterol yang diabsorpsi lewat saluran cerna akan terhambat dan keluar bersama tinja. Hal ini akan menyebabkan penurunan kolesterol di dalam hati. Contoh obat golongan resin antara lain: Kolestiramin, Kolestipol, dan Kolesevelam (Ganiswarna et al., 2004; Linn et al., 2009). E. Inhibitor absorbsi kolesterol Ezetimibe merupakan obat selektif inhibitor absorbsi kolesterol. Ezetimibe menghambat absorbsi intestinal kolesterol yang berasal dari jalur eksogen maupun endogen. Ezetimibe menurunkan transportasi kolesterol intestinal ke hati dan
16 meningkatkan klirens kolesterol dari sirkulasi. Ezetimibe digunakan sebagai monoterapi atau kombinasi dengan golongan statin. Ezetimibe sebagai monoterapi dapat menurunkan LDL sebesar 18%, dan dengan kombinasi dapat menurunkan LDL sebesar 12-20% (Wells et al., 2006; Linn et al., 2009). F. Minyak ikan Minyak ikan mengandung asam lemak penting, seperti docosahexaenoic acid (DHA) dan eicosapentaenoic acid (EPA) dengan jumlah tinggi. Kandungan ini juga dikenal sebagai omega-3. Omega-3 digunakan untuk terapi hipertrigliseridemia. Pemberian dosis tinggi minyak ikan dapat mengurangi produksi VLDL yang berpengaruh terhadap kadar trigliserida. Efek samping yang muncul yaitu dispepsia (Wells et al., 2006; Robert and Brian, 2007; Linn et al., 2009). 2.7 Hewan Uji Hewan uji yang yang digunakan dalam penelitian ini adalah tikus putih galur Wistar (Rattus norvegicus L). Tikus galur wistar memiliki ukuran tubuh lebih besar daripada famili tikus pada umumnya. Tikus galur wistar memiliki berat berkisar 140 gram - 500 gram dan dapat mencapai ukuran 40 cm yang diukur dari hidung sampai ujung ekor. Penggunaan tikus putih dalam percobaan memiliki beberapa keuntungan yaitu mudah dipelihara, relatif sehat, cocok untuk berbagai macam penelitian, mempunyai kemiripan dengan manusia dalam hal fisiologi, anatomi, nutrisi, patologi, metabolisme serta umum digunakan untuk penelitian mengenai kadar lipid darah. Tikus galur Wistar yang digunakan
17 memiliki jenis kelamin jantan dimana tikus jantan memiliki sedikit hormon estrogen sehingga tidak mempengaruhi kadar lipid darah (Harini dan Astirin, 2009; Manurung et al., 2012; Suwandi, 2012). 2.8 Metode Induksi Dislipidemia Metode induksi dengan makanan diet tinggi lemak yaitu pemberian diet kuning telur bebek (5%) dan lemak babi (15%) selama 50 hari berhasil menginduksi peningkatan kadar LDL, trigliserida, kolesterol darah, dan berat badan pada tikus (Nugroho et al., 2012). Lemak babi mengandung asam lemak jenuh ganda yang relatif lebih besar (25%) dibandingkan dengan lemak ayam (18%) dan lemak sapi (1,2%) (Hermanto et al., 2008). Dalam kuning telur terdapat kolesterol sebesar 20 mg/g dan sekitar 95% dari kolesterol kuning telur terdapat dalam lipoprotein-lipoprotein yang kaya trigliserida (Widyaningsih, 2011). 2.9 Metode Penetapan Kadar Lipid 2.9.1 Pengukuran Kadar Kolesterol Total Pengukuran kadar kolesterol total dilakukan dengan tes kalorimetrik enzimatik menggunakan metode CHOD-PAP. Kadar kolesterol ditetapkan setelah terjadi hidrolisis dan oksidasi secara enzimatik. Indikator yang digunakan yaitu quinonimin yang terbentuk dari hidrogen peroksida dan 4-aminofenazon dengan adanya fenol dan peroksidase. Reaksi yang terjadi dapat dilihat pada gambar 2.2. Absorbansi sampel diukur pada panjang gelombang 500 nm. Perhitungan kadar
18 kolesterol total dalam sampel dihitung dengan membandingkan absorbansi sampel dengan standar (Dachriyanus et al., 2007; Prasanth et al., 2012). Ester kolesterol + H 2O kolesterol esterase Kolesterol + asam lemak Kolesterol + O 2 kolesterol oksidase 4-kolesten-3-on + H 2O 2 2H 2O 2 + 4-aminofenazon + fenol peroksidase Quinonimin + 4 H 2O Gambar 2.2. Reaksi hidrolisis dan oksidasi kolesterol total secara enzimatik (Prasanth et al., 2012). 2.9.2 Pengukuran Kadar Trigliserida Pengukuran kadar trigliserida menggunakan metode GPO-PAP, yaitu kadar trigliserida ditetapkan setelah mengalami hidrolisis secara enzimatik oleh enzim lipase. Indikator yang digunakan adalah quinonimin yang terbentuk dari hidrogen peroksida, 4-aminoantipirin, dan 4-klorofenol dengan adanya pengaruh katalis peroksidase. Reaksi yang terjadi dapat dilihat pada gambar 2.3. Absorbansi sampel diukur pada panjang gelombang 500 nm. Perhitungan kadar trigliserida dalam sampel dihitung dengan membandingkan absorbansi sampel dengan standar (Dachriyanus et al., 2007; Prasanth et al., 2012). Trigliserida + H 2O lipoprotein lipase Gliserol + ATP gliserokinase Gliserol + asam lemak Gliserol 3-fosfat + ADP Gliserol 3-fosfat + O 2 gliserol-3fosfat-oksidase Dihidroksi aseton fosfat + H 2O 2 H 2O 2 + 4-aminoantipirin + p-klorofenol peroksidase Quinonimin + HCl + 4 H 2O Gambar 2.3. Reaksi hidrolisis dan oksidasi trigliserida secara enzimatik (Prasanth et al., 2012). 2.9.3 Pengukuran Kadar High Density Lipoprotein (HDL) Pengukuran kadar HDL dilakukan dengan tes kalorimetrik enzimatik menggunakan metode CHOD-PAP. Serum darah ditambahkan larutan pengendap kolesterol yang mengandung asam fosfotungestik dan ion magnesium untuk
19 mengendapkan kilomikron, VLDL, dan LDL dalam serum. Setelah sentrifugasi, HDL yang berada pada supernatan diukur absorbansinya pada panjang gelombang 500 nm. Perhitungan kadar HDL dalam sampel dihitung dengan membandingkan absorbansi sampel dengan standar (Dachriyanus et al., 2007; Prasanth et al., 2012). 2.9.4 Pengukuran Kadar Low Density Lipoprotein (LDL) Penetapan kadar LDL dapat dilakukan setelah diperoleh kadar kolesterol total, trigliserida, dan HDL. LDL dapat dihitung dengan persamaan berikut: (Dachriyanus et al., 2007; Prasanth et al., 2012).