BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 KANKER OVARIUM Kanker ovarium merupakan penyebab kematian tertinggi dari kanker ginekologi perempuan. Kanker ovarium dapat terjadi akibat faktor lingkungan, reproduksi, dan faktor genetik.faktor resiko dari kanker ovarium ini seperti inflamasi, ovulasi yang berkepanjangan, peningkatan hormone steroid, herediter, infertilitas, pil kontrasepsi oral, usia, asbestos, faktor reproduktivitas seperti nullipara. 3 Faktor risiko yang paling penting adalah adanya riwayat keluarga yang menderita kanker payudara atau ovarium. Wanita yang telah menderita kanker payudara atau diperiksa positif adanya mutasi pada gen BRCA1 atau BRCA2 memiliki risiko yang meningkat untuk terjadinya kanker ovarium ini. Sekitar 90% dari kanker ovarium ganas merupakan kanker epitel ovarium, dan selebihnya 5 10% terdiri dari tumor germ sel dan tumor sex cord-stroma. 1 Secara gambaran histologi, pada kanker epitel ovarium di jumpai jenis serosa sekitar 75-80%, musinosumsekitar 10%, endometrioid sekitar 10%, clear cell, Brenner, dan kanker yang tidak berdiferensiasi sekitar 1-5%. 15 Penelitian menunjukkan bahwa operasi preventif untuk mengangkat ovarium dan tuba falopi pada wanita yang positif gen BRCA1 atau BRCA2 akan dapat menurunkan risiko terjadinya kanker ovarium. Kondisi medis lainnya yang terkait dengan meningkatnya risiko termasuk 7
penyakit radang panggul dan kondisi genetik seperti sindroma Lynch. Penggunaan estrogen saja sebagai terapi postmenopause telah terbukti meningkatkan risiko dalam beberapa penelitian. Berat badan yang berlebih terkait dengan meningkatnya risiko terjadinya kanker ovarium. Kehamilan, penggunaan kontrasepsi oral jangka pajang dan ligasi tuba dapat menurunkan risiko terjadi kanker ovarium, histerektomi tampaknya juga menurunkan risiko. 15 Sebagian besar pasien tidak merasa ada keluhan dan keluhan-keluhan yang timbul tidak spesifik seperti perut membesar sehingga ada perasaan menyesak, dispareunia, berat badan meningkat karena ada asites atau massa. Tanda yang paling sering timbul adalah adanya pembesaran abdomen, yang disebabkan oleh akumulasi cairan. Perdarahan vagina 1, 15 yang abnormal jarang timbul sebagai tanda kanker ovarium. 2.2. RADIKAL BEBAS Radikal bebas kini diakui memainkan peranan penting dalam banyak sistem biologis.radikal bebas adalah atom atau molekul yang memiliki satu atau lebih elektron yang tidak berpasangan. Radikal bebas ini merupakanhasil metabolisme respirasi aerobik pada sitoplasma yang tergantung pada tekanan oksigen.contoh radikal bebas tersebut adalah superoksida (O2 - ), hidrogen peroksida (H 2 O 2 ), dan radikal bebas hidroksil (OH - 4, 13, 14, 16 ). Senyawa kimia dan reaksi dari radikal bebas ini akan menghasilkan ROS yang potensial bersifat toksik dapat dinamakan 8
sebagai pro-oksidan. Sebaliknya, senyawa dan reaksi yang mengeluarkan spesies oksigen tersebut, memangsanya, menekan pembentukannya atau melawan kerjanya disebut antioksidan dan mencakup senyawa seperti NADPH, GSH, Vitamin C serta vitamin E. Dalam sebuah sel normal terdapat keseimbangan prooksidan dan antioksidan. Meskipun demikian, keseimbangan ini dapat bergeser ke arah prooksidan ketika produksi ROS meningkat dan kadar antioksidan menurun. Keadaan ini dinamakan stres oksidatif dan dapat mengakibatkan kerusakan sel yang berat jika stres tersebut masif atau berlangsung lama. 17 2.3.STRESS OKSIDATIF Stress oksidatif merupakan ketidakseimbangannya antara ROS sebagai radikal bebas dan antioksidansebagai mekanisme pertahanan. Stress oksidatif yang berat akan menyebabkan kerusakan dan kematian sel yang akan memicu berbagai penyakit pada manusia termasuk kanker. Lipid peroksidase yang di mediasi oleh radikal bebas merupakan faktor terjadinya mekanisme kerusakan dan kematian sel. Radikal bebas dapat dijumpai secara fisiologis maupun patologis pada jaringan mamalia. Produksi yang tidak terkontrol dari radikal bebas ini akan menjadi faktor pemicu untuk kerusakan jaringan pada beberapa proses patofisiologi. 18 Stress oksidatif terjadi ketika pada saat radikal bebas melebihi kapasitas pertahanan antioksidan karena asupan antioksidan yang kurang atau adanya peningkatan oksidan selular. ROS intraselular yang paling banyak 9
dibentuk dengan melalui jalur metabolik oksidatif yang tidak dapat dicegah. ROS dapat menginduksi kerusakan DNA, protein, karbohidrat atau malah dapat mengganggu integritas membran sel. Selain itu, stres oksidatif juga menginduksi ekspresi faktor transkripsi redoks seperti activating protein-1, hypoxia inducible factor-1α (HIF) dan faktor nuklearkb, yang akan menghasilkan ekspresi beberapa gen, termasuk famili glutation. Karena itu, stress oksidatif secara tidak langsung dapat menginisiasi timbulnya pertahanan oleh antioksidan. 17 2.4. STRESS OKSIDATIF PADA KANKER Stress Oksidatif dapat mengeluarkan ROS yang akan menyebabkan proliferasi dari tumor. ROS yang berfungsi sebagai molekul second messenger sehingga dapat mengakibatkan meningkatnya proliferasi seluler, meningkatnya mutasi genetik hingga terjadi ketidakstabilan genetik, meningkatnya invasi selular dan angiogenesis. 19 ROS juga dapat menyebabkan kerusakan komponen selular yaitu lipid, protein dan DNA, serta berperan dalam multi tahapan proses karsinogenesis yaitu inisiasi, promosi dan progresi. 3 Proses karsinogenesis ini secara kimiawi terjadi melalui 3 tahap yaitu Inisiasi, Promosi, dan Progresi. Tahap inisiasi adalah tahap dimana pada sel yang normal akan terjadi kerusakan dari sintesis DNA. Sel akan mengalami inisisasi bila terpapar oleh zat-zat karsinogenik, seperti sinar matahari dan radiasi dari zat kimia yang karsinogen, yang nantinya akan dapat memicu kerusakan DNA. Pada tahap inisiasi sel ini, komponen endogen akan menyebabkan pertumbuhan klonal yang selektif. Tahap ini 10
disebut dengan tahap Promosi tumor. Pada tahap promosi tumor dijumpai perubahan dari sel yang berinisiasi menjadi lesi fokal. Pada tahap Promosi tumor ini, kerusakan DNA tidak terjadi secara langsung, tetapi melalui jalur ekspresi gen yang akan meningkatkan proliferasi sel dan mutasi dari DNA. Tahap ketiga yaitu, Progresi, dimana sudah terjadi kerusakan pada genom, yang sifatnya irreversibel. 20 Gambar 2.1 Tahapan Karsinogenesis Pada beberapa penelitian yang membandingkan sel kanker dengan sel yang normal, di jumpai peningkatan stress oksidatif yang berhubungan dengan transformasi onkogenik, aktivitas metabolik dan peningkatan dari ROS. Peningkatan ROS pada sel kanker akan menstimulasi proliferasi sel, mempromosi mutasi gen, dan mempengaruhi sensitivitas selular terhadap agen anti kanker. 8 Saat ini, telah diketahui bahwa ROS signaling (peranan radikal bebas sebagai bagian signaling) merupakan faktor penting banyak proses yang dikatalisis oleh gen dan enzim. ROS signaling bertanggung jawab untuk mengaktivasi atau menginhibisi berbagai proses yang dikatalisis oleh 11
protein kinase, fosfatase, dan berbagai enzim lainnya meskipun reaksi ini dilanjutkan oleh mekanisme heterolitik (non-radikal bebas). Oleh karena itu, ROS signaling dapat menginisiasi maupun mengaktivasi pembentukan tumor. 19 2.5. STRESS OKSIDATIF PADA KANKER OVARIUM Stress Oksidatif dan radikal bebas yang dihasilkan dari proses inflamasi dapat menyebabkan kerusakan dari perbaikan ovulatori sehingga memicu terjadi peningkatan proliferasi sel epitel yang akan membuat beberapa mutasiakan timbulsecara spontan Hal ini akan menyebabkan akumulasi kerusakan dari DNA. 20 Dua ROS utama yaitu superoksida dan hidrogen peroksida berpartisipasi dalam ROS signaling. Meskipun kedua senyawa selalu terbentuk bersama-sama (hidrogen peroksida oleh SOD), tetapi fungsi signaling mereka bisa berbeda. 8 Xia et al (2007) menemukan bahwa tingginya kadar ROS secara langsung diproduksi oleh sel kanker ovarium dan prostat. Sel kanker ovarium memiliki banyak ekspresi NADPH oksidase Nox4. Mereka juga menemukan bahwa ROS mengatur ekspresi HIF-1 danvascular endothelial growth factor (VEGF) yang merangsang angiogenesis dan pertumbuhan tumor. Perkembangan kanker ovarium mungkin tergantung pada aktivasi extracellular signal regulated kinase ( ERK ½)yang dihambat oleh mitogen activated protein kinasephosphatase (MKP)-3. 21 12
Gambar 2.2. ROS signaling pada proses survival yang dikatalisis oleh ERK ½ dalam sel kanker. 21 Devadas et al (2002) menunjukkan bahwa hidrogen peroksida mengatur jalur proliferasi melalui fosforilasi ERK sementara superoksida menginisiasi T cell receptor (TCR)- yang dirangsang oleh aktivasi apoptosis. 22 Laurent et al (2005) mempelajari pembentukan ROS di sel kanker. Mereka menunjukan adanya peranan yang berbeda dari superoksida dan hidrogen peroksida dalam proliferasi dan apoptosis. N-acetyl cystein menurunkan kadar hidrogen peroksida dan menghambat MKP3 dan proliferasi sel normal tetapi meningkatkan proliferasi sel kanker. Sebaliknya, superoksida dimana pembentukannya dihambat oleh SOD yang menginisiasi kematian sel kanker. 23 Mitokondria merupakan salah satu penghasil ROS utama di sel kanker. Selain itu, penghasil lain adalah NADPH oksidase. Ada juga penyebab lain produksi ROS yang berlebihan di sel kanker selain mitokondria dan NADPH oksidase.telah ditunjukkan bahwa hipoksia merupakan faktor penting perkembangan tumor solid melalui stimulasi mitokondria ROS (mros) dan aktivasi HIF-1α dan nuclear faktor-kb. 19,24 Desouki et al (2005) menemukan bahwa NADPH oksidase (Nox1) yang terlokalisasi di mitokondria banyak diekspresikan di tumor payudara (86%) dan ovarium (71%). Mereka menyarankan bahwa generasi Nox1-13
superoksida yang dikontrol oleh mitokondria dan hilangnya kontrol proses signaling ini berkontribusi terhadap terjadinya tumorigenesis. 25 2.6.Glutathione Peroxidase(GPx) Pertahanan lini pertama terhadap ROS dilakukan oleh GPx, yang mengkatalisis reduksi hidroperoksida ( H 2 O 2 ) menjadi Radikal oksidatif hidrogen ( ROH ) dan air ( H 2 O) melalui oksidasi glutation. GPx menguraikan H 2 O 2 dan berbagai hidro- dan lipid peroksida melalui siklus redoks glutation ( gambar 2.3.). 8, 11, 26 Pada reaksi ini, glutation (GSH) digunakan sebagai kosubstrat untuk memetabolisme H 2 O 2 sehingga menghasilkan H 2 O dan gluthation disulfide(gssg) sebagai gluthation teroksidasi. GSSG dapat direduksi balik menjadi GSH melalui enzim Gluthation reductase (GR), sebuah reaksi yang memerlukan NADPH yang dibantu oleh glucose 6-phosphate dehydrogenase (G6PD). 27 Gambar 2.3. Siklus Redoks Glutation. 14
H 2 O / ROH Glutation Peroksidase GSSG H 2 O 2 O 2 - NADPH + H + Glutation Reduktase H 2 O 2 / ROOH GSH NADP + Gambar 2.4.Reduksi ROS melalui Enzim Glutation. H 2 O 2 atau hidroperoksida organik (ROOH) dapat direduksi secara enzimatik oleh glutation peroksidase maupun secara nonenzimatik lewat oksidasi GSH langsung, menghasilkan H 2 O atau alkohol yang sesuai (ROH). Bentuk glutation teroksidasi inaktif (GSSG) direduksi oleh glutation reduktase dengan demikian mengonsumsi nicotinamide-adenine-dinucleotide phosphate (NADPH). Anion superoksida dapat dikonversi menjadi H 2 O 2 melalui oksidasi GSH. 26 H 2 0 2 menyebabkan proliferasi, invasi, migrasi dan angiogenesis. Tetapi pada kadar yang lebih tinggi, dapat juga menginduksi apoptosis sehingga dapat menjadi pro- dan anti- karsinogenik. Dengan demikian, GPx yang mengatur kadar H 2 0 2 yang memungkinkan memiliki peran ganda. 2.7. Glutation Peroksidase pada Kanker Ovarium Salah satu enzim antioksidan yang ekspresinya dalam serum/plasma telah berkorelasi dengan berbagai macam kanker adalah GPx. 28 Pada penelitiannya, Saga (2008) menunjukkan bahwa kadar GPx ditemukan banyak di adenokarsinoma sel jernih melalui analisis microarray DNA. 29 15
Pada penelitian yang dilakukan oleh Falck (2010), yang menunjukan bahwa kadar enzim antioksidan GPx menurun pada beberapa kanker manusia, termasuk payudara, gastrik, prostat dan kolorektal, yang tampaknya memiliki efek yang berlawanan. 13 Penelitian Falck (2010) tersebut didukung oleh penelitian Agnani (2011), yang menyatakan bahwa GPx, sebuah antioksidan yang mengandung enzim selenosistein, menurun pada wanita dengan kanker ovarium serosa yang tergantung pada stadium. Selain itu, dari penelitian tersebut juga menunjukkan bahwa kadar serum tersebut juga menurun pada wanita dengan penyakit yang berulang. 14 Dari penelitian Lee (2010) didapatkan bahwa ekspresis GPx yang berlebihan ditemukan pada adenokarsinoma ovarium sel jernih dibandingkan dengan ovarium normal dan tiga subtipe lainnya kanker epitel ovarium pada tingkat mrna (serosa, endometrioid, mucinous). GPx mungkin berperan sebagai penanda molekular penting untuk diagnosis dan pemahaman molekular karsinoma ovarium sel jernih. 30 16
2.8. KERANGKA TEORI KETIDAKSEIMBANGAN OKSIDAN DAN ANTIOKSIDAN ROS KERUSAKAN ASAM NUKLEAT, PROTEIN DAN LIPID STRESS OKSIDATIF MENYEBABKAN POTENSIASI ENZYM GLUTATION PEROKSIDASE - KETIDAKSTABILAN KROMOSOM - MUTASI GEN - KEHILANGAN FUNGSI MITOKONDRIA - KERUSAKAN MEMBRAN SEL -MENANGKAL ROS -MELINDUNGI KERUSAKAN SEL AKIBAT ROS AKUMULASI PENINGKATAN ROS ENZIM GLUTATION PEROKSIDASE MENURUN INISIASI PROMOSI PROGRESI KANKER Gambar 2.5. Kerangka TeorI 17
2.9. KERANGKA KONSEP KADAR GLUTHATION PEROKSIDASE - MEROKOK - RIWAYAT PENYAKIT KRONIS, DIABETES MELITUS, HIPERTENSI, GAGAL GINJAL. - RIWAYAT KEMOTERAPI - RIWAYAT MENDERITA TUMOR KANKER OVARIUM - RIWAYAT KELUARGA MENDERITA KANKER OVARIUM DAN PAYUDARA - RIWAYAT PENGGUNAAN PIL KB - RIWAYAT PENGGUNAAN HORMONAL Variabel dependent Variabel Independent Comfounding Gambar 2.6. Kerangka Konsep 2.10.HIPOTESIS - Ha : Terdapat perbedaankadargpx antara pasien kanker ovarium dan kontrol. - Ho : Tidak terdapat perbedaan kadar GPxantara pasien kanker ovarium dengan kontrol. 18