PENDAHULUAN Penyakit jantung sampai saat ini masih merupakan penyakit yang banyak diderita manusia dan menyebabkan kematian di dunia yang cukup tinggi, termasuk di Indonesia. Salah satu penyakit jantung yang paling ditakuti orang adalah penyakit jantung koroner (PJK). Mosca et al (2007) melaporkan bahwa angka kejadian PJK pada wanita di Amerika Serikat meningkat hingga 34% dari 38,2 juta penduduk, sedangkan di Cina 53% terjadi pada usia 35 tahun, dan 25% pada usia 74 tahun. Laporan terakhir dari WHO (2005) menyebutkan bahwa, dari 17,5 juta penduduk didunia, 30% kematian disebabkan oleh PJK dan dari 30% tersebut 1,6 juta kematian disebabkan oleh serangan jantung, 5,7 juta disebabkan oleh stroke. Penyebab kematian di Indonesia, PJK menempati urutan tertinggi. Berdasarkan hasil Survei Kesehatan Rumah Tangga yang dilakukan oleh Wuryastuti (2000) dan Priyana (2004) menyatakan bahwa persentase PJK meningkat setiap tahun, yakni pada tahun 1992 sebesar 9,9%; tahun 1995 sebesar 19% dan tahun 2001 sebesar 26,4%. Rackley (2006) melaporkan suatu studi dari hasil autopsi yang dilakukan pada 760 orang yang berumur 15 34 tahun, yang merupakan korban kecelakaan dan bunuh diri. Dari hasil autopsi dijumpai kejadian peningkatan ateroma koroner, dengan kejadian sebesar 20 % pada laki-laki dan perempuan berumur 15 20 tahun, sedangkan pada yang berumur 30-34 tahun kejadiannya berkisar 8%. Selanjutnya dikatakan bahwa di Amerika Serikat sekarang ini sekitar 12,6 juta orang mengalami PJK dan 25% dari seluruh rakyatnya memiliki minimal satu faktor resiko penyakit jantung. Penyebab terjadinya PJK adalah aterosklerosis yang gejalanya dapat muncul secara tiba-tiba, dan berakibat fatal. Kondisi ini disebabkan karena kebutuhan selsel serabut otot jantung akan zat-zat makanan ataupun O 2 yang dialirkan melalui pembuluh darah koroner tidak terpenuhi. Kematian karena PJK berhubungan erat dengan konsentrasi total kolesterol darah dan asupan lemak yang berlebihan. Hal ini ditunjang oleh seringnya penyakit ini dijumpai pada orang-orang yang mempunyai kebiasaan makan makanan yang mengandung lipid atau kolesterol. 1
Kenaikan konsentrasi kolesterol dalam darah merupakan salah satu dari banyak faktor risiko terjadinya PJK. Faktor risiko atau atherogenic factor adalah berbagai faktor yang mempengaruhi terjadinya proses berkembangnya aterosklerosis. Ada dua jenis faktor risiko yang dapat mendorong terbentuknya aterosklerosis yaitu yang dapat diubah seperti kadar kolesterol total, kolesterol LDL, kolesterol HDL, tekanan darah tinggi, obesitas, estrogen, dan merokok; dan yang tidak dapat diubah seperti usia, gender, etnis, 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 berkaitan erat dengan peran partikel LDL dan HDL dalam pembentukan aterosklerosis. Rackley (2006) menyatakan bahwa pada lesi aterosklerotik jumlah kolesterol non HDL kurang lebih 160mg/dl (4,14 mmol/l) dan kolesterol HDL kurang dari 35 mg/dl (0,91 mmol/l). Bila jumlah LDL dalam darah tinggi, sedangkan HDL jumlahnya menurun maka keadaan ini dapat memicu pembentukan awal aterosklerosis. Kejadian awal aterosklerosis ditandai dengan terbentuknya sel-sel busa pada intima sebagai akibat dari LDL teroksidasi yang masuk ke dinding pembuluh darah bagian dalam (intima). Di dalam intima, LDL teroksidasi tertangkap oleh sel makrofag (Fuller & Jialal 1994; Stocker & Keaney 2004). Hiperkolesterolemia dapat meningkatkan aktivitas permukaan lumen arteri yang dapat memicu peradangan (Hansson 2009). Pada proses radang maka sel mengeluarkan beraneka sitokina dan merangsang munculnya sel limfosit T ke permukaan pembuluh darah. Sitokina akan meningkatkan akktivitas permukaan sel endotel, sedangkan sel limfosit T akan masuk ke dalam sel endotel dan bergabung dengan makrofag (Packard & Hansson 2008). Aterosklerosis berawal dari penumpukan ester kolesterol LDL di dinding arteri. Secara normal LDL dapat masuk dan keluar dari dinding pembuluh darah melalui endotel, Masuknya lipoprotein ke bagian intima akan meningkat seiring tingginya jumlah lipoprotein dalam plasma (hiperlipidimia), ukuran lipoprotein, dan tekanan darah (hipertensi). Kondisi ini akan meningkatkan permebialitas 2
dinding arteri, sehingga lipoprotein dan ester kolesterol terakumulasi di dinding pembuluh darah. Oksidasi lipoprotein merupakan rangkaian reaksi penting dalam aterosklerosis, Partikel LDL teroksidasi akan masuk ke dalam intima dan dengan mudah ditangkap oleh makrofag melalui reseptor scavenger. Akibat terjadinya oksidasi LDL, maka struktur LDL akan berubah terutama terjadi pada Apo B- 100 sehingga lipoprotein bermuatan negatif. Perubahan LDL ini dengan mudah dapat berinteraksi dengan proteoglikan pada permukaan sel-sel pembuluh darah. Proteoglikan berperanan penting dalam terjadinya retensi lipoprotein pada tahap awal aterosklerosis. Proteoglikan mempunyai afinitas tinggi terhadap lipoprotein yang mengandung apo B-100 dan apo E. Kunjathoor et al. (2002) melaporkan bahwa proteoglikan adalah substrat yang dapat menjerat lipoprotein. Pada aterosklerosis, jumlah total proteoglikan yang dihasilkan lebih rendah dari kondisi normal. Perkembangan aterosklerosis dapat juga disebabkan oleh berinteraksinya sel-sel pembuluh darah yang dapat diperantarai oleh berbagai sitokina, faktor pertumbuhan, radikal bebas termasuk molekul adhesi. Molekul adhesi seperti selektin, Intercellular cell adhesion molecule (ICAM), vacular cell adhesion molecule (VCAM) merupakan protein yang dapat muncul dan menempel pada permukaan endotel sebagai akibat disfungsi endotel. Molekul ini berperan sebagai reseptor bagi glikokonjungat dan integrin yang terdapat pada monosit dan sel limfosit T. Molekul adhesi yang menempel pada sel endotel akan menstimuli sitokina. Sitokina dapat merangsang beriinteraksinya ikatan limfosit atau sel tumor pada sel endotel sampai ke tingkat mikrovaskular (Libby, 2002; Nakasima et al, 1998; Zibara et al, 1999, Hansson 2009). Meskipun peningkatan resistensi LDL teroksidasi telah banyak diteliti dengan menggunakan berbagai agen farmasetik sintetik, tetapi usaha untuk mengidentifikasi obat-obat tradisional masih terus dilakukan. Saat ini secara ekonomis masyarakat sangat mengharapkan dapat memperoleh obat alami, murah dan tersedia melimpah. Manfaat, khasiat dan penggunaan tanaman sebagai bahan baku obat biasanya diketahui secara turun menurun dari nenek moyang. Kecenderungan kuat untuk kembali kepada cara-cara pengobatan yang 3
menerapkan konsep back to nature, menyebabkan temu mangga banyak diburu dan diteliti. Sampai saat ini, secara ekonomis masyarakat Indonesia sangat mengharapkan dapat memperoleh obat yang alami, murah, dan tersedia melimpah. Temu mangga (Curcuma mangga) merupakan tanaman obat yang belum banyak dimanfaatkan dan diteliti. Temu mangga termasuk dalam jenis temutemuan yang mengandung senyawa kurkuminoid dan flavonoid. Kurkuminoid maupun flavonoid berfungsi sebagai antioksidan. Zat aktif yang terkandung dalam spesies kurkuma adalah diferuloil-metana yang dikenal sebagai kurkumin. Kurkumin merupakan turunan dari kurkuminoid yang memberikan aroma spesifik, berwarna kuning, dan dapat digunakan sebagai zat pewarna makanan, kosmetik. Penelitian terhadap kelompok rimpang temu-temuan telah banyak diteliti. Kelompok temu-temuan ini dapat digunakan sebagai obat karena mengandung kurkuminoid yang dapat berperan sebagai antiradang, antirematik, antihepatoksik, antikarsinogenik, antitrombosis dan bahkan antioksidan. Dilihat dari struktur kurkuminoid, gugus fenolik pada kurkuminoid mempunyai kemampuan mengeliminasi radikal bebas, sehingga temu mangga dapat digunakan sebagai alternatif terapi aterosklerosis. Dalam penelitian ini, kurkuminoid diisolasi dari rimpang temu mangga dan diharapkan dapat melindungi sel terhadap reaksi oksidasi lipid. Penghambatan oksidasi lipid merupakan pencegahan awal akan terbentuknya aterosklerosis. Peranan obat tradisional bagi kesehatan sangat penting. Arahan presiden RI untuk pengembangan jamu Indonesia yang disampaikan pada Munas GP 2007 dan Gelar Kebangkitan Jamu antara lain menyatakan: Meningkatakan peran jamu dalam kesehatan, kebugaran dan kecantikan; Ristek dan Perguruan Tinggi mengembangkan penelitian dan pengembangan jamu. Temu mangga merupakan salah satu jenis tanaman obat yang dapat dikembangkan. Dalam percobaan ini kurkuminoid ekstrak temu mangga yang diinkubasi ke dalam kultur sel, diharapkan mampu menghambat oksidasi LDL. Penghambat oksidasi lipid berarti mencegah terbentuknya sel busa oleh makrofag, menghambat terekspresinya molekul adhesi seperti VCAM-1, ICAM-1 pada sel endotel dan mencegah proliferasi sel otot polos. 4
Rumusan Masalah Mekanisme proses awal terjadinya patogenesis aterosklerosis telah diketahui dengan pasti. Namun informasi, pemanfaatan dan penggunaan kurkuminoid ekstrak temu mangga sebagai obat tradisional masih sangat terbatas dalam pencegahan aterosklerosis sebagai penyebab terjadinya PJK. Sejauh mana mekanisme kerja zat aktif yang terkandung dalam temu mangga sebagai obat, sampai saat kini belum diketahui. Ditambah lagi dengan cukup mahalnya biaya untuk mengobati kejadian PJK, maka peneliti tertarik untuk mengkaji mekanisme penghambatan inisiasi atereosklerosis di tingkat seluler oleh kurkuminoid ekstrak temu mangga (Curcuma mangga) sangat penting dilakukan. Adanya penghambatan proses oksidasi lipid pada sel makrofag dan sel endotel oleh kurkuminioid secara in vitro, akan memberikan informasi mengenai mekanisme kerja kurkuminoid ekstrak temu mangga sebagai obat, sekaligus angin segar bagi masyarakat tentang pemanfaatan temu mangga sebagat obat yang dapat dipertanggung jawabkan. Tujuan Penelitian Tujuan penelitian ini adalah untuk: 1. Mengungkap peranan zat aktif yang terdapat di dalam temu mangga 2. Mendapatkan kurkuminoid temu mangga dan mengetahui turunannya yang terdapat pada kurkuminoid ekstrak temu mangga. 3. Mendapatkan informasi dan mengkaji mekanisme kurkuminoid ekstrak temu magga dalam menghambat perkembangan aterosklerosis tingkat seluler meliputi oksidasi LDL pada sel makrofag. 4. Mendapatkan informasi dan mengkaji mekanisme kurkuminoid dalam menghambat ekspresi molekul adhesi pada permukaan sel endotel (sel line CPAE) dan peran proteoglikan dalam retensi LDL. 5. Menentukan dosis efektif ekstrak kurkuminoid temu mangga dalam menghambat proses awal patogenesis aterosklerosis secara in vitro. 5
Manfaat Penelitian Hasil penelitian ini dapat memberikan informasi kepada masyarakat tentang: 1. Komponen bioaktif di dalam rimpang temu mangga (Curcuma mangga) yang dapat digunakan sebagai obat alternatif pada aterosklerosis. 2. Khasiat kurkuminoid ekstrak temu mangga dalam mengobati kejadian awal aterosklerosis. 3. Prospek penggunaannya dan pengembangan temu mangga sebagai bahan baku obat karena mempunyai keanekaragaman, baik sebagai obat tradisional, fitoterapi, farmasetik sebagai usaha mandiri dalam bidang bahan baku obat. Hipotesis Penelitian Berdasarkan tujuan yang telah dikemukakan di atas dapat dibuat beberapa hipotesis sebagai berikut: 1. Kurkuminoid ekstrak temu mangga (Curcuma mangga) dapat menghambat proses reaksi oksidasi lipoprotein densitas rendah (LDL) secara in vitro. 2. Penghambatan oksidasi LDL dapat menurunkan konsentrasi malonaldehid (MDA) sel makrofag mencit dan beruk yang diberi ion Cu 2+, LDL dan LDL teroksidasi. 3. Mencegah terekspresinya molekul adhesi pada kultur sel endotel yang diinkubasi dengan ion Cu 2+, LDL dan LDL teroksidasi. 4. Dapat meningkatkan konsentrasi proteoglikan pada kultur sel otot polos arteri koronaria tikus yang menggambarkan adanya pencegahan reaksi oksidasi LDL 6
Kerangka Pemikiran Perkembangan dunia teknologi di segala bidang saat ini semakin banyak terjadi, demikian juga dengan perkembangan di bidang pengobatan. Berbagai macam obat jadi telah dihasilkan untuk mengobati berbagai macam penyakit sehingga banyak jenis dan macam penyakit bisa disembuhkan. Krisis ekonomi yang berkepanjangan yang dihadapi bangsa Indonesia saat ini, menyebabkan banyak sekali masyarakat yang mengabaikan masalah kesehatan. Mahalnya harga obat, biaya pengobatan tinggi dan sulitnya mendapatkan bahan obat merupakan salah satu penyebab rendahnya tingkat kesehatan masyarakat. Untuk menyikapi masalah tersebut, saat ini banyak dikembangkan produk obat yang secara alami tumbuh di Indonesia. Antioksidan adalah senyawa yang dapat melindungi sel terhadap efek kerusakan dan reaksi spesies oksigen yang menghasilkan oksigen singlet, super oksida, peroksil radikal, atom radikal dan peroksi nitrit. Antioksidan membantu memperbaiki sistem enzim di dalam sel tubuh dari kerusakan yang disebabkan oleh radikal bebas. Radikal bebas adalah molekul yang tidak stabil yang dapat menyerang DNA dan mitokondria, dengan demikian akan merusak fungsi kesehatan membran dan organ. Kerusakan ini mengganggu replikasi normal material seluler di seluruh tubuh. Akumulasi berbagai sel pada bagian intima dari arteri merupakan aspek utama dari patogenesis aterosklerosis. Kondisi ini dapat menimbulkan perubahan fungsi pada permukaan sel endotel. Perubahan yang terjadi pada permukaan sel endotel dapat menimbulkan kerusakan dan menjadi disfungsi endotel, kemudian diikuti dengan agregasi trombosit, peroksidasi lipid, sel otot polos pada lapisan intima yang akhirnya membentuk plak aterosklerosis. Tingginya oksidasi LDL berkaitan dengan penyakit jantung koroner. Partikel LDL yang teroksidasi dan beredar di sirkulasi merupakan faktor risiko yang meningkatkan peluang terjadinya penyakit jantung koroner (PJK). Selain peranan LDL, jumlah dan jenis asam lemak yang dikonsumsi diduga dapat mempengaruhi kepekaan terhadap penyakit pembuluh darah. 7
Penyakit jantung koroner selain disebabkan oleh LDL teroksidasi yang beredar di sirkulasi darah, dapat diperberat dengan adanya faktor resiko seperti jenis kelamin, total kolesterol, diabetes, hipertensi, merokok dan hemosistein. Lipoprotein yang terdapat di dalam darah dapat diinduksi oleh ion logam sehingga akan terbentuk LDL teroksidasi. Sedangkan pada dinding arteri, oksidasi dapat disebabkan karena adanya lipoksigenase dan atau mioloperoksidase. Kondisi ini dapat menyebabkan aterosklerosis dengan cara merangsang monosit untuk berinfiltrasi ke dalam endotel sehingga terbentuk sel busa. Apabila terjadi terus menerus akan menyebabkan perubahan struktur pembuluh darah. Perubahan struktur ini menimbulkan efek sitotoksik terhadap lipid peroksida akibat reaksi oksidasi lipid. Sel-sel endotel, monosit, makrofag, limfosit dan sel otot polos mempunyai kemampuan meningkatkan laju oksidasi LDL secara in vitro. Proses oksidasi LDL dapat terjadi di dalam serum namun membutuhkan sejumlah logam pereduksi/pengoksidasi seperti Cu 2+ dan Fe 3+. Hal ini menunjukkan bahwa LDL tidak dioksidasi di dalam sirkulasi darah. Oksidasi LDL terjadi pada dinding pembuluh darah yang kaya akan aktivitas antioksidan dan plasma, terutama pada dinding arteri dengan plak aterosklerosis dimana tingkat ion Cu 2+ dan Fe 3+ tinggi. Saat ini, perkembangan terhadap ilmu pengetahuan mengenai patogenesis aterosklerosis di tingkat molekuler berkembang pesat ke arah yang lebih spesifik pada target molekuler untuk terapi antiaterosklerosis. Perioxisome proliferator activated receptors (PPARs) berperan penting sebagai target antiaterogenik. Sel endotel spesifik berperan dalam mengatur PPARs termasuk menghambat molekul adhesi, meningkatkan pelepasan nitrit oksid (NO), menurunkan pembentukan sel busa dan pengambilan glikosilasi LDL, serta trigliserid yang kaya lipoproptein (Crowther, 2005). Dalam penelitian ini, kurkuminoid diharapkan dapat menghambat proses oksidasi LDL sehingga aterosklerosis dapat dicegah. Untuk membuktikan efek kurkumioid ekstrak temu mangga terhadap proses oksidasi LDL dalam, maka dilakukan penelitian secara in vitro terhadap sel makrofag mencit dan makrofag beruk (Macaca nemestrina ), sel otot polos arteri koronaria tikus putih dan sel endotel (bovine pulmonary artery, sel lestari CPAE, CCL 209, America Tissue Culture Collection). 8
Moyet Ekor Panjang (MEP) Plasma darah Liprotein densitas rendah/ldl Aterosklerosis Hipotesis: Kerusakan jaringan, Infiltrasi lipid Gabungan, Respon imun Back to nature Temu mangga, kurkuminoid (Sel endotel, Sel otot polos) Aktivitas Makrofag (Mencit, beruk) PUFA Reaksi redoks ion logam hidroksiperoksid Lipoksigenase (ion logam) Mieloperoksidase (tgt. ion logam) NO Nitrit NO antioksidan endogen, lipid peroksidasi, aldehid Aldehid bereaksi dengan lisin (pada apo B) Spesies reaktif (HOCl, radikal Tyr, Chloramin, NO 2 ) Oksidasi lipid dan protein LDL teroksidasi 1. Fraksi kurkuminoid KCKT 2. Konsentrasi MDA (TBA, uji ragam, Anova) 3. VCAM-1 dan ICAM-1 imunohistokimia 4. Proteoglikan (heksarunat) KCKT Rekomendasi : Dosis efektif kurkuminoid dalam menghambat oksidasi LDL sehingga Gambar secara 2 dini Kerangka aterosklerosis Pemikira dapat dicegah Gambar 1 Kerangka Pemikiran 9