Inhibition Mechanism of Atherosclerosis Initiation at Cellular Level by Curcuminoid of Temu Mangga Extract (Curcuma mangga)

MEKANISME PENGHAMBATAN INISIASI

ATEROSKLEROSIS DI TINGKAT SELULER OLEH

KURKUMINOID EKSTRAK TEMU MANGGA

(Curcuma mangga)

TRINI SUSMIATI

SEKOLAH PASCASARJANA

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

2010

SURAT PERNYATAAN

Dengan ini saya menyatakan bahwa disertasi berjudul Mekanisme Penghambatan Inisiasi Aterosklerosis di Tingkat Seluler oleh Kurkuminoid Ekstrak Temu Mangga (Curcuma mangga), adalah karya saya sendiri dengan arahan komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apapun pada perguruan tinggi manapun. Sumber informasi yang berasal atau dikutif dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam daftar pustaka di bagian akhir disertasi ini.

Bogor, Juli 2010

(Trini Susmiati) NIM P30600002

ABSTRACT

TRINI SUSMIATI. Inhibition Mechanism of Atherosclerosis Initiation at Cellular Level by Curcuminoid of Temu Mangga Extract (Curcuma mangga). Under direction of SULISTIYANI, DONDIN SAJUTHI, LATIFAH K DARUSMAN

Temu mangga (Curcuma mangga) is a potent medicinal herb which

functions as an antioxidant because of its curcuminoid content. The curcuminoid has been shown to reduce the susceptibility of low-density lipoprotein (LDL) to oxidation. The oxidation of LDL is believed to be the initiating factor for the development and progression of atherosclerosis. An adhesion molecule is a protein that is expressed to the cell surface when disturbed endothelial function. Proteoglican (PG) is an extracellular matrix found on the cell surface of blood vessels and PG could change in association at development of atherosclerosis. The study aims to assess the potential of the curcuminoids extract inhibiting LDL oxidation and expression of an adhesion molecules on endothelial surface and the role proteoglycan to LDL retention in vitro.

The LDL was harvested and isolated from five adult male Macaca

fascicularis fed an aterogenic diet for three months. Curcuminoid compound was

isolated using ethanol and water solouble.Smooth muscle cells isolated from white rat’s aorta coronary. Macrophages was isolated from peritoneal of mice and monocyte of M nemestrina. Analyses the oxidation LDL were done by measuring the formation of thiobarbituric acid reactive substance (TBARS) as malonaldehyde (MDA). The fractions of curcuminoid was analized using HPLC. An adhesion molecules was examined immunohistochemical staining that reacted with anti VCAM-1 antibody and anti ICAM-1 antibody. The measured was hexaronat acid using HPLC method and then converted as proteoglican.

The results showed as 1.84% curcuminoids from yield of rhizomes temu mango. The quantitative analysis showed is curcuminoids extracts consist of curcumine (6.2%), demetoxi-curcumine (2.3%) and bis-demetoxi curcumine (3.0%). The result of inhibiton of LDL oxidation in macrophage of mice and M.

nemestrina were curcuminoid at eight ppm for four hours and six hours incubation

(P<001). These data suggest that curcuminoid extract of temu mangga was able to inhibit LDL oxidation to macrophages of mice and Macaca nemestra. There was inhibited of 13.068% of oxidation LDL at eight ppm four hours incubation to macrophages of mice compared control without curcuminoid. Inhibiton of oxidation LDL at macrophages of M. nemestrina by curcuminoid at eight ppm for six hours incubation there was 24.282%. The results of adhesion molecule of ICAM-1 molecules can be expressed with brownish yellow color, whereas the VCAM-1 molecules did not expressed on the cell surface. The result of hexarunate acid could not be detected.

Key words: Atherosclerosis, curcuminoid of temu mangga extract, LDL, VCAM-1 and ICAM-VCAM-1, and macrophage

RINGKASAN

TRINI SUSMIATI. Mekanisme Penghambatan Inisiasi Aterosklerosis di Tingkat Seluler oleh Kurkuminoid Ekstrak Temu Mangga (Curcuma mangga). Dibimbing oleh SULISTIYANI, DONDIN SAJUTHI, LATIFAH K DARUSMAN

Akumulasi lipid pada arteri merupakan aspek utama terjadinya patogenesis aterosklerosis. Ateroskleroses adalah gangguan pada lumen pembuluh berupa penebalan yang dapat menyebabkan penyakit jantung koroner (PJK) Kondisi ini dapat menimbulkan menimbulkan kerusakan sel endotel dan menjadi disfungsi endotel. Keadaan ini akan diikuti dengan terjadinya agregasi trombosit, peroksidasi lipid, migrasi dan proliferasi sel otot polos pada lapisan intima yang akhirnya membentuk plak. Penyebab utama aterosklerosis yaitu meningkatnya konsentrasi kolesterol yang berdar di aliran darah (hiperkolesterolemia). Sehingga meningkatkan peluang kejadian PJK. Selain peranan LDL, jumlah dan jenis asam lemak yang dikonsumsi diduga dapat mempengaruhi kepekaan terhadap penyakit pembuluh darah.

Partikel LDL yang kaya akan apoE bersifat aterogenik dan mungkin berkorelasi terhadap peningkatan kemampuan LDL dalam mengikat proteoglikan (PG) dinding arteri. Proteoglikan berperanan penting dalam terjadinya retensi lipoprotein pada tahap awal aterosklerosis. Proses oksidasi LDL secara in vitro

dapat diinisiasi oleh ion logam Cu2+ dan akan memecah lipid hidroperoksida, dan menginisiasi reaksi propagasi. Pada umumnya LDL yang dioksidasi oleh ion Cu2+ merupakan zat kemotatik terhadap monosit dan limfosit T. Akibat proses oksidasi yang terjadi di dalam tubuh, maka radikal bebas yang ada di dalam tubuh seperti RO٭, ROO٭ dan OH akan mengoksidasi lipid lebih lanjut menghasilkan produk oksidasi lipid seperti malonaldehida.

Rangsangan awal pada pembentukan lesi aterosklerosis akan menyebabkan perubahan dan intergritas fungsional endotel sehingga memudahkan lipoprotein plasma (LDL teroksidasi) masuk ke dalam subendotel. Dalam percobaan ini, kurkuminoid diharapkan dapat menghambat proses oksidasi LDL. Penghambatan oksidasi LDL menandakan kejadian proses awal aterosklerosis dapat dicegah. Percobaan ini bertujuan yaitu: 1 Mengkaji mekanisme kerja kurkuminoid ekstrak temu magga (Curcuma mangga) dalam menghambat perkembangan aterosklerosis ditingkat seluler yang meliputi oksidasi LDL pada sel makrofag mencit dan beruk, molekul VCAM-1 dan ICAM-1 pada permukaan sel endotel, dan retensi proteoglikan terhadap LDL. 3. Menentukan dosis efektif kurkuminoid ekstrak temu mangga dalam menghambat proses awal patogenesis aterosklerosis ditingkat seluler.

Dalam percobaan ini menggunakan lima ekor monyet ekor panjang jantan ((MEP, Macaca fascicularis). Isolasi LDL dilakukan dengan menggunakan metode seperti dilakukan oleh Sulistiyani & Clair (1991). Isolasi kurkuminoid temu mangga dilakukan dengan metode Quiles et al. (2002). Sel makrofag diisolasi dari 20 ekor mencit menggunakan metode dari Aviram et al (2000) dan 3 ekor beruk jantan (Macaca nemestrina) menggunakan Lymphosite Separation

Derajat oksidasi LDL yang terbentuk diukur dengan uji asam tiobarbiturat (Kleinveld et al. 1992; Conti et al. 1991). Respon ekspresi molekul adhesi (VCAM-1 dan ICAM-1) pada permukaan endotel ditentukan dengan pewarnaan imunohistokimia. Sedangkan isolasi sel otot polos disolasi dari lima belas tikus putih berumur umur 2 minggu (Leik et al. 2004). Proteoglikan ditentukan dengan mengukur konsentrasi asam heksarunat (Lefever et al. 2004).

Hasil ekstraksi temu mangga diperoleh rendemen 1,84% Hasil fraksinasi kurkuninoid dengan KCKT diperoleh senyawa kurkumin, demetoksi kurkumin dan bis-demetoksi kurkumin, yang dibandingkan dengan standar kurkuminoid. Pengaruh ion Cu2+ yang diinkubasi dalam sel makrofag mencit dan beruk yang pra-inkubasi dengan kurkuminoid ekstrak temu mangga 8 ppm ternyata mampu menghambat oksidasi lipid (P<0,01). Sedangkan penghambatan kurkuminoid terhadap oksidasi LDL yang diinkubasi selama 4 jam terjadi sebesar 23,29% pada mencit, dan 23,90 % pada beruk yang diinkubasi selama 6 jam. Oksidasi LDL yang diikubasi dengan ion Cu2+mampu dihambat oleh kurkuminoid 8 ppm, pada sel makrofag mencit sebasar 13,07%, yang diinkubasi selama 4 jam, sedangkan pada beruk sebesar 24,28% yang diikubasi selama 6 jam.

Dalam percobaan ini VCAM-1 tidak terekspresikan setelah direaksikan antibodi primer (antibodi anti VCAM-1) dan divisualisasikan dengan DAB. Hal ini diduga antibodi primer tidak bereaksi dengan antigen permukaan dari sel. Molekul ICAM-1 terkspresikan setelah direaksikan dengan monoclonal antibody

Human ICAM-1 (CD54). Terekspresinya molekul adhesi ICAM-1 ditandai

dengan terbentuknya warna kuning kecoklatan setelah divisualisasikan dengan DAB. Kurkuminoid ektrak temu mangga 8 ppm mampu menurunkan respon ekspresi molekul ICAM-1pada permukaan sel endotel. Partikel LDL yang teroksidasi dapat mengekspresikan ICAM-1disamping terbentuk sel-sel busa pada sel endotel yang dikultur. Konsentrasi asam heksarunat yang konversikan sebagai proteoglikan tidak terdeteksi oleh KCKT. Hal ini kemungkinan proteoglikan tidak di lepaskan ke dalam media kultur, atau jumlah konsentrasi proteoglikan terlalu rendah sehingga hasil yang diharapkan tidak terealisasi.

©Hak Cipta milik IPB, tahun 2010 Hak Cipta dilindungi Undang-Undang

Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB

Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis dalam bentuk apapun tanpa izin IPB.

MEKANISME PENGHAMBATAN INISIASI

ATEROSKLEROSIS DI TINGKAT SELULER OLEH

KURKUMINOID EKSTRAK TEMU MANGGA

(Curcuma mangga)

TRINI SUSMIATI

Disertasi

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Doktor pada

Mayor Primatologi

SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR 2010

viii Judul Disertasi : Mekanisme Penghambatan Inisiasi Aterosklerosis di Tingkat Seluler oleh Kurkuminoid Ekstrak Temu Mangga (Curcuma mangga)

Nama : Trini Susmiati

NIM : P30600002

Disetujui Komisi Pembimbing

drh. Sulistiyani, M.Sc. Ph.D Ketua

Prof. drh. Dondin Sajuthi, MST. Ph.D Prof. Dr. Latifah K. Darusman, M.Si. Anggota Anggota

Diketahui Ketua Mayor Primatologi

Prof. drh. Dondin Sajuthi, MST. Ph.D

Dekan Sekolah Pascasarjana

Prof. Dr. Ir. Khairil A.Notodiputro, MS.

ix PRAKATA

Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan kekuatan lahir dan batin sehingga disertasi yang membahas mengenai “Mekanisme Penghambatan Inisiasi Aterosklerosis di Tingkat Seluler oleh Kurkuminoid Ekstrak Temu mangga (Curcuma mangga)” ini dapat diselesaikan. Penelitian ini dilaksanakan mulai bulan April 2004 sampai dengan Desember 2006 di Pusat Studi Satwa Primata, Lembaga Penelitian dan Pengabdian kepada Masyarakat-IPB (PSSP LPPM-IPB).

Dengan selesainya disertasi ini, penulis menyampaikan terima kasih yang tak terhingga kepada Ketua Komisi Pembimbing drh. Sulistyani, M.Sc. Ph.D yang penuh dengan kesabaran membimbing dan mengarahkan penelitian hingga selesai. Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada Prof. drh. Dondin Sajuthi, MST., Ph.D dan Prof. Dr. Latifah K. Darusman, M.Si, sebagai Anggota Komisi Pembimbing atas segala pengorbanan waktu, nasehat, kesabaran, ketelitian dan pengorbanan yang dicurahkan selama pembimbingan hingga selesainya penulisan disertasi ini.

Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada Ketua Program Studi Mayor Primatologi Prof. drh. Dondin Sajuthi, MST. Ph.D dan staf, Kepala Pusat Studi Satwa Primata Dr. drh. Djoko Pamungkas, M.Sc., beserta staf pengajar, Rektor dan Dekan Fakultas Kedokteran Hewan, Universitas Gadjah Mada yang telah memberi ijin tugas belajar, serta Dekan Sekolah Pascasarjana IPB atas kesempatan yang diberikan.

Ucapan terima kasih juga penulis sampaikan kepada Prof. Dr. Ir. Sri Supraptini Mansjoer dan Dr. dr. Irma Suparto yang telah membantu menyempurnakan penulisan disertasi hingga selesai, Dr. drh. Diah Iskandriati selaku Kepala Laboratorium Virologi dan Mikrobiologi beserta staf yang telah memberikan fasilitas penggunaan laboratorium selama penelitian, Kepala Laboratorium Patologi dan Lipida dan staf, Direktur PT. Wanara Satwa Loka dan staf atas izin menggunakan sarana dan fasilitas selama penelitian, dan Direktur

x PERHAPPI beserta staf Direktorat Jendral Pendidikan Tinggi, Departemen Pendidikan Nasional atas beasiswa kepada penulis.

Penulis juga menyampaikan rasa terima kasih dan penghargaan tak terhingga kepada Prof. Dr. drh. Wayan Artama, drh. Djoko Pranowo, M.Sc., Dr. drh. Rini W., Dr. drh. Aris Harianto, drh. Aris Purwantoro, MP., Dr. drh. Pudji Astuti MP., Dr. drh. Erni Sulistyawati, drh Susana Wijaya dan drh Ikin Mansjoer M.Sc., yang telah memberikan dukungan. Penghargaan dan rasa terima kasih ditujukan kepada drh. Silmi Marya MS selaku pribadi, drh. Diah Pawitri, Ria Oktarina S.Pt. M.Si., Keni Sultan, S.Pt, M.Si., Eli Supriyani, Windro, Nurjayanti, S.Pt., Mulyana, Alfian, Agus Saputra, S.Si, dan Willy Praira, S.Si atas bantuannya dalam menyelesaikan tulisan ini.

Dalam penyelesaian ini, penulis tak akan berhasil tanpa pengorbanan dan kesabaran dari suami tercinta Setiawan, ananda tercinta Didit dan Dian. Terakhir terima kasih dengan penuh cinta dan kangen kepada ibunda dan ayahanda yang selalu senantiasa mendoakan penulis dalam segala ujian dan cobaan, juga kepada kakak, adik-adiku beserta keluarga besar.

Tanpa mengecilkan arti, ucapan terima kasih juga disampaikan kepada seluruh kerabat dan andai taulan yang tidak dapat penulis sebutkan.

Bogor, Juli 2010

xi RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Palembang, Sumatera Selatan pada tanggal 21 Oktober 1958 sebagai anak ketiga dari pasangan Legiman Wongso dan Ponirah.

Pendidikan sarjana ditempuh di Fakultas Kedokteran Hewan Universitas Gadjah Mada (UGM), Yogyakarta, mulai tahun 1978 sampai dengan 1983. Pendidikan dokter hewan diselesaikan tahun 1985. Pendidikan Program Magister diselesaikan pada tahun 1996 di Fakultas Kedokteran Hewan UGM dan memperoleh gelar Magister Pertanian (MP). Pada tahun 2000 s/d 2002 penulis mendapat beasiswa APERI, tahun 2002 s/d 2004 mendapatkan beasiswa dari Beasiswa Program Pascasarjana (BPPS-DIKTI) untuk melanjutkan Program Doktor pada Program Studi Primatologi. Sampai saat ini, penulis masih bekerja sebagai dosen pada Fakultas Kedokteran Hewan UGM sejak 1987.

Penulis menikah dengan Setiawan pada tahun 1985 dan dikaruniai dua orang anak, Didit Yudha Setiawan dan Dian Hapsari.

xii DAFTAR ISI

Halaman DAFTAR GAMBAR ………...

DAFTAR TABEL ………... DAFTAR SINGKATAN ………... PENDAHULUAN ………... Latar Belakang ………... Tujuan Penelitian ………... Manfaat Penelitian ………... Hipotesis Penelitian ………... Kerangka Pemikiran ………... TINJAUAN PUSTAKA ………... Temu mangga (Curcuma mangga) ………

Metabolisme Lipoprotein ………. Aterosklerosis ……… Radikal Bebas dan Antioksidan ……… ANALISIS KANDUNGAN EKSTRAK TEMU MANGGA (Curcuma

mangga) ………...

Abstrak ………...

Abstract ………...

Pendahuluan ………. Bahan dan Metode ……….. Hasil dan Pembahasan ………... Simpulan dan Saran ………. Daftar Pustaka ………. KEMAMPUAN KURKUMINOID EKSTRAK TEMU MANGGA

DALAM MENGHAMBAT PROSES OKSIDASI LIPOPROTEIN

DENSITAS RENDAH (LDL) PADA SEL MAKROFAG …... Abstrak ……….

Abstract ………

Pendahuluan ………. Bahan dan Metode ………... Hasil dan Pembahasan ………. Simpulan dan Saran ………. Daftar Pustaka ……….

xiv xvii xviii 1 1 5 6 6 7 10 10 14 19 38 45 45 45 46 47 49 56 57 59 59 59 60 62 67 85 86

xiii RESPON EKSPRESI MOLEKUL ADHESI PADA PERMUKAAN SEL

ENDOTEL OLEH KURKUMINOID EKSTRAK TEMU MANGGA …… Abstrak ………....

Abstract ………

Pendahuluan ………. Bahan dan Metode ………... Hasil dan Pembahasan ………. Simpulan dan Saran ………. Daftar Pustaka ……….. PRODUKSI PROTEOGLIKAN SEL OTOT POLOS PADA PEMBERIAN KURKUMINOID EKSTRAK TEMU MANGGA ... PEMBAHASAN UMUM ……….

SIMPULAN DAN SARAN ………

DAFTAR PUSTAKA ………

90 90 90 91 94 97 113 113

116 123 136 138

xiv DAFTAR GAMBAR

Halaman

1. Diagram Kerangka Pemikiran ... 9

2. Temu mangga (Curcuma mangga) ... 10

3. Struktur Kurkumin (Cikrikci et al. 2008) ... 12

4. Struktur kolesterol ... 14

5. Stuktur lipoprotein ... 15

6. Metabolisme lipoprotein ... 16

7. Hipotesis Respon Kelukaan pada proses aterosklerosis (Ross 1993) .... 21

8. Patogenesis aterosklerrosis (A, LDL teroksidasi menstimuli monosit; B, mencegah agresi monosit; C, pembentuk sel busa; D, oksidasi LDL menghasilkan disfungsi endotel dan perlukaan; E, sel busa penyeyebab sel nekrose dan LDL teroksidasi terakumulasi) (Stocker dan Keaney 2004) ... 23

9. Keberadaan sel antigen pada plak aterosklerosis dan sel T pada permukaan endotel menandakan dimulai kejadian imunologik. Sitokina, khemokina, faktor pertumbuhan dan enzim hidolitik disekresikan oleh sel sebagai respon reeaksi peradangan. Plak akhinya berkembang menjadi radang, ruptur atau tetap stabil sebagai plak (Robertson & Hansson, 2005) ... 24

10 Kaskade kejadian aterogenesis diawali oleh makrofag yang berinteraksi dengan limfosit sel T teraktivasi dan makrofag (Robertson & Hansson, 2005) ... 27

11. Struktur dasar proteoglikan ... 34

12. Biosintesis proteoglikan ... 35

13. Kromatogram kurkuminoid ekstrak temu mangga dan standar kurkuminoid ... 53

14. Bentuk sel monolayer makrofag peritoneal mencit (A) dan sel darah Putih beruk (B), Perbesaran 278x ... 69

15. Efek sel makrofag mencit dan beruk terhadap oksidasi LDL dan ion Cu2+(inkubasi 4 jam) ... 72

16 Penghambatan oksidasi LDL yang diinduksi ion Cu+2 Oleh kurkuminoid pada inkubasi 4 jam (biru) dan 6 jam (merah) (E2: 2 ppm; E6: 6 ppm, E8: 8 ppm) ... 74

.

xv 17. Penghambatan oksidasi lipid dalam sel makrofag mencit yang

diinduksi oleh ion Cu2+ dan kurkuminoid selama 4 jam (biru) dan 6

jam (merah) (E2: 2 ppm; E6: 6 ppm, E8: 8 ppm) ... 76 18. Penghambatan oksidasi lipid dalam sel makrofag beruk oleh ion

Cu2+ dan kurkuminoid selama 4 4jam (biru) dan 6 jam (merah) (E2:

2 ppm; E6: 6 ppm, E8: 8 ppm) ... 78

19. Penghambatan oksidasi LDL oleh sel makrofag mencit yang yang diinkubasi dengan Cu+2, dan kurkuminoid ekstrak selama 4 jam (biru) dan 6 jam (merah) (E2: 2 ppm; E6: 6 ppm, E8: 8 ppm)

……… 81

20.Penghambatan oksidasi LDL oleh makrofag beruk yang diinkubasi dengan Cu+2 dankurkuminoid ekstrak, selama 4 jam (biru) dan 6 jam (merah) (E2: 2 ppm; E6: 6 ppm, E8: 8 ppm)

………... 82

21. Gambaran mikroskopis pewarnaan imunohistokimia VCAM-1 sel endotel

(SE), perbesaran 160x. (a) SE+ Ab 40 µg, (b) SE tanpa Ab, (c) SE+ Ab 40

µg+ET 2 ppm (d) SE+ Ab 40 µg+ET 8 ppm (ET, ekstrak temu mangga) .. 97 22. Gambar mikroskopis pewarnaan imunohistokimia VCAM-1 sel endotel

(SE)dengan 5 µM Cu2+, perbesaran 160x. (a) SE+ Ab40 µg, (b) SE tanpa Ab, (c) SE+ Ab40 µg+ET 2 ppm, (d) SE+ Ab 40 µg+ET 8 ppm (ET,

ekstrak temu mangga) ... 99

23. Gambaran mikroskopis pewarnaan imunohistokimia VCAM-1 sel endotel

(SE) dengan LDL 200 ug , perbesaran 160x. (a) SE+ Ab1 40 µg, (b) SE

tanpa Ab, (c), SE+ Ab40 µg+ET 2 ppm (d) SE+ Ab 40 µg+ET 8 ppm.

(ET, ekstrak temu mangga) ... 100

24. Gambaran mikroskopis pewarnaan imunohistokimia VCAM-1 sel endotel

(SE) dengan LDL 200 µg, 5µM Cu2+, VCAM-1, perbesaran 160x. (a) SE+ A 40 µg, (b) SE tanpa Ab, (c), SE+ Ab 40 µg+ET 2 ppm, (d) SE+

Ab40 µg+ET 8 ppm (ET, ekstrak temu mangga) ... 101 25. Gambaran mikroskopis pewarnaan imunohistokimia ICAM-1 sel endotel

(SE) , perbesaran 160x:(a) SE + A1 20 µg, (b) SE tanpa Ab, (c) SE + Ab20

µg + ET 2 ppm, (d) SE + Ab20 µg + ET 8 ppm (ET, ekstrak temu

mangga) ... 103 26. Gambaran mikroskopis pewarnaan imunohistokimia ICAM-1 sel endotel

(SE) dengan Cu 2+ 5 µM: (a) SE + Ab20 µg, (b) SE tanpa Ab, (c) SE + A1

20 µg + ET 2 ppm, (d) SE + Ab 20 µg + ET 8 ppm (ET, ekstrak temu

xvi 27. Gambaran mikroskopis pewarnaan imunohistokimia ICAM-1 sel endotel

(SE) dengan LDL 200 µg, perbesaran160x: (a) SE + Ab20 µg, (b) SE tanpa A1, (c) SE + Ab 20 µg + ET 2 ppm, (d) SE + Ab20 µg + ET 8 ppm

(ET, ekstrak temu mangga) ... 108 28. Gambaran mikroskopis pewarnaan imunohistokimia ICAM-1 sel endotel

(SE) dengan 200µg LDL dan 5µM Cu2 + , perbesaran 160x: (a) SE + Ab20 µg, (b) SE tanpa Ab, (c) SE + Ab20 µg + ET 2 ppm, (d) SE + Ab20 µg +

ET 8 ppm (ET, ekstrak temu mangga) ... 110 29. Monolayer sel otot polos arteri koronaria tikus putih (perbesaran

160x). Sel otot polos diisolasi dari arteri koronaria tikus berumur 2-3 minggu, dengan cara membuka rongga dada, aorta dipotong dan ditampung dalam tabung berisiPBS (penisilin200 μ/ml, streptomisin 200 ug/ml & 50 U/ml nycostatin). Sel konfluen, dieliminasi dengan cara mengganti medium tanpa diberi FBS dan diinkubasi kembali

xvii DAFTAR TABEL

Halaman 1 Lipoprotein pada manusia (Horton et al 1996) ... 15 2 Hasil analisis fitokimia ekstrak temu mangga ... 50 3 Hasil kuantitatif kandungan ekstrak temu mangga ... 52 4 Waktu retensi, luas area metabolit dan ketinggian puncak hasil

fraksinasi kurkumimoid ... 54 5 Jumlah Persentase fraksi kurkuminoid hasil KCKT ... 55 6 Rerata jumlah lipoprotein (mg /ml) dari plasma darah MEP ... 68 7 Efek kurkuminoid temu mangga pada oksidasi LDL yang diinduksi

ion Cu2+ ... 74 8 Efek kurkuminoid ekstrak temu mangga terhadap reaksi oksidasi

dalam sel makrofag mencit yang diinduksi ion Cu2+ ... 76 9 Efek kurkuminoid temu mangga pada oksidasi oleh sel makrofag

beruk, diinduksi ion Cu2+ ... 78 10 Efek kurkuminoid temu mangga terhadap oksidasi LDL oleh sel

makrofag mencit yang diinkubasi dengan ion Cu2+ ... 80 11 Efek kurkuminoid temu mangga terhadap oksidasi LDL sel

xviii DAFTAR SINGKATAN Ab1 BSA APC CPAE CS-PG DAB DMEM DNA DS-PG EDCF EDGF EDHF ELAM-1 ET FBS GAG GLM GM-CSF HS-PG HDL H2O2

ICAM-1 IDL IL KCKT KS-PG LCAT LDL LPS LFA-1 MCP-1 M-CSF MDA MEP MHC-II MMP = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = antibody primer bovine serum albumin antigen presenting cells

coronary pulmonary arterial endothelial

kondroitin sulfat- proteoglikan

33-diaminobenzidine tetra hydrochloride

Dulbeco’s minimal eagle’s media

deoxy ribonucleic acids

dermatan sulfat- proteoglikan

endothelium derived constriction factor endothelium derived relaxing factor

endothelium derived hyperpolarizing

endothelium adhesion molecule-1

ekstrak temu mangga

fetal bovine serum

glikosaminoglikan

general linear model

granulocyte-monocyte stimulating factor

heparan sufat - proteoglikan

high density lipoprotein

hidrogeperoksida

intercellular adhesion molecule-1 intermediate density lipoprotein interleukin

kromatografi cair kinerja tinggi keratan sulfat proteoglikan

lecithin cholesterol aciltransferase Low density lipoprotein

lipopolysaccharide

Lymphocyte function-associated antigen-1 macrophage chemoattractant protein-1 macrophage colony stimulating factor malonaldehyde

monyet ekor panjang

Major histocompatibility complex clas II

xix NO NOS OH٭ PB PB PDGF PECAM PMA PG PMA ROS RPMI SE SOD TBA TF TNF-α VCAM-1 VLDL = = = = = = = = = = = = = = = = = = = nitrite oxide

nitrite oxide synthesis radical hydroxi phosphate buffered

phosphate buffered saline platelet derived growth factor

platelet endothelial adhesion molecule phorbol 12-myriatate13-acetate

proteoglikan

phorbol 12-myristate 13 acetate

radical oxygen singlet

Roswell Park Memorial Institute

sel endotel

super oxide dismutase

thiobarbituric acid

tissue factor

tumor necrosis factor- α

vascular adhesion molecule-1 very low density lipoprotein

xx Penguji Luar Komisi pada Ujian Tertutup :

Dr. dr. Irma H. Suparto, MS Dr. dra. Eti Rohaeti, MS

Penguji Luar Komisi pada Ujian Terbuka : Prof. Dr. drh. Wayan T. Arthama

1

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 74tahun. 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 sel-sel serabut otot jantung akan zat-zat makanan ataupun O2 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.

2 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

3 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

4 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 temu-temuan 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.

5 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.

6 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 Cu2+, LDL dan LDL teroksidasi.

3. Mencegah terekspresinya molekul adhesi pada kultur sel endotel yang diinkubasi dengan ion Cu2+, LDL dan LDL teroksidasi.

4. Dapat meningkatkan konsentrasi proteoglikan pada kultur sel otot polos arteri koronaria tikus yang menggambarkan adanya pencegahan reaksi oksidasi LDL

7 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.

8 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 Cu2+ dan Fe3+. 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 Cu2+ dan Fe3+ 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).

9

Gambar 2 Kerangka Pemikira

Gambar 1 Kerangka Pemikiran

Moyet Ekor Panjang (MEP)

Plasma darah

Hipotesis: Kerusakan jaringan, Infiltrasi lipid Gabungan, Respon imun

Liprotein densitas rendah/LDL

Back to nature Temu mangga, kurkuminoid

Mieloperoksidase (tgt. ion logam)

Spesies reaktif

(HOCl, radikal Tyr, Chloramin, NO2)

Oksidasi lipid dan protein Lipoksigenase

(ion logam) (Sel endotel, Sel otot polos)

Reaksi redoks ion logam

antioksidan endogen, lipid peroksidasi, aldehid

Aldehid bereaksi dengan lisin (pada apo B)

Rekomendasi : Dosis efektif kurkuminoid dalam menghambat oksidasi LDL sehingga secara dini aterosklerosis dapat dicegah

1. Fraksi kurkuminoid KCKT

2. Konsentrasi MDA (TBA, uji ragam, Anova) 3. VCAM-1 dan ICAM-1 imunohistokimia

4. Proteoglikan (heksarunat) KCKT

PUFA

NO Nitrit NO

LDL teroksidasi Aterosklerosis

Aktivitas Makrofag (Mencit, beruk)

10

TINJAUAN PUSTAKA

Temu mangga(Curcuma mangga)

Saat ini banyak dikembangkan produk obat herbal, yang secara alami banyak tumbuh di Indonesia. Indonesia kaya akan keanekaragaman hayati yang penting untuk digali. Kunyit /kurkuma merupakan kerabat kunyit yang sudah sejak dulu ditanam sebagai bahan ramuan obat tradisional. Kunyit merupakan jenis tanaman yang dikenal sebagai temu-temuan dan semakin memasyarakat sebagai obat tradisional.

Ada banyak jenis Curcuma sp. yang dijumpai di alam (de Padue et al.

1999), seperti temu ireng (Curcuma aerogenosa Roxb), temu purot (Curcuma

aurantica v.Zijp), kunir kebo (Curcuma eurochroma Valeton), temu giring

(Curcuma heyneana Valeton & v. Zijp), kunyit (Curcuma longa L), temu mangga

(Curcuma mangga Valeton & v. Zijp), temu badur (Curcuma petiolata Roxb),

koneng pinggang (Curcuma purpurascens Blume), temu lawak (Curcuma

xanthorrhiza Roxb.) dan temu putih (Curcuma zedoaria).

Temu mangga (Curcuma mangga) merupakan salah satu dari sekian jenis kunir atau temu-temuan yang dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku obat-obatan. Temu mangga sudah banyak dibudidayakan oleh masyarakat jawa, Malaya dan Madagaskar, penyebarannya mencapai wilayah Asia tengah, Cina, Taiwan. Menurut de Padue et al. 1999, taksonomi Curcuma mangga dapat diklasifikasikan sebagai berikut: Divis Spermatophyta, sub divisi angiospermae, kelas monokotiledon, bangsa zingiberales, suku zingiberaceae, marga curcuma dan spesies curcuma sp. (Gambar 2).

11 Temu mangga dapat tumbuh mencapai 110 cm. Rimpang induk bulat telur, permukaan luar bewarna kuning pucat dan bagian dalam kuning pucat atau kuning belerang, berbau seperti wortel, rasanya seperti mangga, tunas muda berwarna putih, rimpangnya bercabang ke segala arah. Daun terdiri atas 5-7 helai berpelepah bewarna keunguan, helai daun berwarna hijau bagian ujung berekor hingga 2,5 cm. Bunga terpisah dari batang yang berdaun, tangkai bunga berukuran 15 cm. Bunga bewarna putih separuh cuping bibir berwarna kuning.

Di Indonesia, kunyit/kurkuma termasuk dalam temu mangga. Ada 10 jenis kunyit yang banyak dipakai sebagai obat tradisional. Potensi sebagai obat dimungkinkan karena kunyit terbukti mempunyai daya antiradang, antikuman (Tonnesen et al. 1987), antirematik (Deodhar et al. 1980) serta antihepatoksik (Kiso et al. 1983), bahkan diduga mempunyai potensi antitumor serta antioksidan. Disamping itu kunyit/kurkuma banyak dipakai sebagai bumbu masak, menambah rasa, dan pewarna yang menarik pada berbagai bahan makanan. Ada 3 spesies kurkuma yang mengandung kurkumin yang telah diteliti dari 9 spesies kurkuma. Ketiga spesies tersebut adalah temu giring, temu lawak, dan kunir (Prana 1995), sedangkan 6 kurkuma lainnya relatif sedikit mengandung kurkumin, tidak berwarna tetapi mengandung flavonoid yang belum diidentifikasi lebih lanjut.

Kurkumin

Kurkumin adalah zat aktif yang terkandung di dalam tanaman jenis temu-temuan. Secara kimia, kurkuminoid merupakan turunan diferoloilmetana terdiri atas dimetoksi diferuloil-metan (kurkumin) dan monodesmetoksi diferuloil-metan (desmetosi-kurkumin). Kurkumin mempunyai rumus molekul C21H20O6 dengan

bobot molekul 368, berwarna kuning dan mudah berubah menjadi kecoklatan karena sinar matahari (Quiles et al. 2002; Sreejayan et al. 1997). Kurkumin stabil pada pH di bawah 6,5 dan akan berubah strukturnya bila diatas pH 6,5. Jenis lain kurkumin adalah bisdemetoksi-kurkumin dan desmetosi-kurkumin (Gambar 3).

Bila di lihat dari struktur kurkuminoid, gugus metoksi yang terdapat pada bis-desmetoksi-kurkumin digantikan dengan atom hidrogen. Gugus fenolik diduga berfungsi sebagai antibakterial, dan gugus fenolik tersebut menjadi dasar bahwa kurkumin juga mempunyai kemampuan dalam mengeliminasi turunan radikal

12 oksigen yang terdapat pada medium dan bertanggung jawab terhadap peroksidasi lipid di dalam sel. Gugus fenolik ini adalah esensial untuk scavenger superoksid dan keberadaan gugus orto metoksi pada molekul fenolik akan meningkatkan aktivitas kurkumin (Rao 1995;Sreejayan et al. 1997).

Keterangan:

R1 R2

Kurkumin -OCH3 -OCH3 Demetoksi-kurkumin -OCH3 H Bis-demetoksi-kurkumin H H

Gambar 3 Struktur kurkuminoid (Cikrikci et al. 2008).

Kurkumin merupakan skavenger kuat terhadap beberapa spesies oksigen reaktif dan mempunyai kemampuan untuk melindungi lipid, hemoglobin dan mencegah degradasi oksidatif DNA. Kurkumin dikenal sebagai agen antiradang dan antikarsinogenik, menghambat phorbol 12-myriatate13-acetate (PMA),

Lipopolysaccharide (LPS), tumor necrosis factor-  (TNF- ) dan mentraskripsi

gen tissue factor (TF) pada sel endotel manusia serta dapat berfungsi sebagai

antioksidan (Pendurthi et al. 1997; Rao 1995).

Kurkumin diketahui mempunyai kemampuan untuk mencegah terjadinya peroksidasi lipid, kondisi ini merupakan awal kemajuan dari beberapa penyakit. Dari hasil penelitian secara in vitro, kurkumin 2,4-9,6 umol/l dapat menghambat oksidasi LDL manusia, menghambat peroksidasi lipid pada hemogenat hati dan otak tikus yang mengalami udema, mencegah peroksidasi lipid plasmatik, lipid plasmatik berperan penting dalam patogenesis penyakit (Quiles et al. 2002). Kurkumin juga mempunyai kemampuan dalam mencegah perluasan penyakit, seperti menurunkan kerentanan LDL terhadap oksidasi, mencegah proliferasi sel-sel otot polos pembuluh darah, mempunyai efek antitrombotik, efek hipotensif sementara dan mencegah agregasi platelet in vivo- ex vivo. Penggunaan 500 mg kurkumin pada manusia yang diberikan selama 7 hari, dapat menurunkan

H

R1

HO OH

R2

O O

2’

3 3’

4’ 5’ 4 5 6’ 6 7’ 8’ 9’ 10’ 7 8 9 10 1 2

13 peroksidasi lipid darah 35% (Sreejayan et al.1997). Kurkumin dapat mengeliminasi radikal hidroksi, radikal superoksida, nitrogen dioksid, dan nitrogen monooksida, serta mencegah turunan dari radikal superoksid (Rao 1995; Ruby & Lokesh 1995; Sreejayan et al. 1997). Hasil penelitian yang dilakukan Soesanto et al. (1992) bahwa Curcuma domestica val yang dicampur dalam ransum makanan yang diberikan pada tikus, dapat menurunkan kadar kolesterol dalam serum darah tikus dan mencegah timbulnya aterosklerosis.

Metabolisme Kurkumin

Biosintesis. Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan, mengindikasikan ada dua kemungkinan jalur untuk pembentukan formasi molekul kurkumin. Dari hasil penelitian tersebut, biosintesis kurkumin melibatkan dua unit asam sinamat yang berpasangan dengan pusat atom karbon asam mevalonat, yang dimulai dengan terbentunknya fenilalanin-sinamat. Hasil penelitian lainnya berjalan secara asimetris yang diawali dengan dua bagian molekul C9 yang

berbeda, dalam hal ini melibatkan sinamat sebagai pemula yang menghasilkan lima unit asam asetat (malonat). Siklasi terjadi pada pembentukan rantai kedua cincin aromatik kemudian berlanjut dengan proses hidroksilasi (Tonnesen 1986). Katabolisme. Katabolisme dan ekskresi kurkumin telah diteliti pada tikus. Kurkumin yang diberikan secara oral, sebagian besar diekskresikan melalui tinja sebagian lainnya melalui empedu dan dapat dimetabolisme secara cepat. Kurkumin radioaktif dengan dosis 80 mg, 99% akan diekskresikan bersama tinja yang terdiri dari 34% berupa kurkumin yang tidak berubah dan 65% berupa metabolit kurkumin. Hal ini menandakan sebagian besar kurkumin diabsorpsi oleh saluran pencernaan. Data tersebut membuktikan bahwa kurkumin yang diberikan secara oral pada tikus akan diabsorbsi dan dimetabolisasi, dengan jalur eliminasi utamanya melalui empedu. Metabolit utamanya adalah glukoronida tetrahidro-kurkumin (THC), heksahidro-tetrahidro-kurkumin, dan sebagian kecil berupa asam dihidroferulat (Pan et al. 2000; Rao et al. 1995).

14

Metabolisme Lipoprotein

Lipoprotein utama yang berpotensi menyebabkan aterosklerosis adalah

Low Density lipoprotein (LDL). Senyawa LDL adalah kompleks makromolekul

yang intinya mengandung lipid non polar terutama ester kolesterol, lapisan permukaan LDL terdiri atas kolesterol yang tidak teresterifikasikan, fosfolipid dan apo B-100. Asam lemak yang terikat pada ester kolesterol sebagian merupakan asam lemak tak jenuh berantai bamyak polyunsurated fat acid (PUFA). Asam lemak inilah yang sangat peka terhadap oksidasi karena ikatan rangkapnya.

Kolesterol (C27H45OH) adalah lipid yang dapat dibedakan dari trigliserida

atau fosfolipidnya karena tidak mengandung gliserol, hanya terdiri atas inti steroid yang mengandung gugus hidroksil. Sebagai komponen membran plasma, kolesterol berperan penting dalam kehidupan sel (Brown & Goldstein, 1985). Struktur kolesterol seperti Gambar 4. Kolesterol yang kadarnya berlebihan di dalam tubuh dapat menyebabkan penyakit aterosklerosis.

Gambar 4 Struktur kolesterol.

Pada manusia sekitar 90%, sintesis kolesterol berlangsung di dalam hati, sedangkan sebagian kecil disintesis di usus. Hampir 75% kolesterol yang terbentuk di dalam hati digunakan untuk membentuk empedu. Kecepatan sintesis kolesterol oleh tubuh sendiri (hati dan usus) sangat dipengaruhi oleh banyaknya kolesterol yang diabsorbsi dari makanan. Kolesterol yang disintesis oleh hati dan usus dan akan distribusi ke seluruh sel yang diangkut oleh lipoprotein.

Inti lipoprotein terdiri atas lipid-lipid netral, termasuk triasilgliserol dan ester kolesterol, yang dibungkus oleh fosfolipid dan apolipoprotein maupun kolesterol yang tertanam. Struktur lipoprotein disajikan pada Gambar 5.

OH

CH3

H3C CH3

CH3

15 Gambar 5 Struktur lipoprotein.

Berdasarkan densitasnya, lipoprotein dibedakan menjadi 5 kolompok yaitu: chylomicron, Very Low Density Lipoprotein (VLDL), Intermediate Density

Lipoprotein (IDL), Low Density lipoprotein (LDL) dan High Density Lipoprotein

(HDL). Setiap partikel terdiri atas inti lipid yang hidrofobik dikelilingi oleh lapisan lipid polar, fosfolipid dan kolesterol ester serta apoprotein. Ada 10 apoprotein yaitu A-I, A-II, A-III, B-48, B-100, C-I, CII, C-III, D dan E (Stryer 1995, Hortan et al. 1996). Jumlah dan komposisi lipoprotein dapat dilihat Tabel 1. Tabel 1 Lipoprotein pada manusia (Horton et al. 1996)

Kilomikron VLDL IDL LDL HDL

Berat molekul x10-6 >400 10-80 5-10 2,3 0,18-0,36

Densitas <0,95

0,95-1,006

1,006-1,019

1,019-1,063

1,066- 1,210 Kompisisi kimia (%)

Protein 2 10 18 25 33

Trigliserol 85 50 31 10 8

Kolesterol 4 22 29 45 30

Fosfolipid 9 18 22 20 29

Kilomikron disebut juga sebagai lipoprotein eksogen yang disintesis di dalam sel mukosa usus halus dengan apoprotein utamanya apoB-48 dan waktu tinggalnya tidak lama. Kilomikron memiliki ukuran terbesar dan bobot teringan diantara lipoprotein. Molekul VLDL dikenal sebagai lipoprotein endogen disintesis oleh hati dan usus, apoprotein utamanya apoB-100 dan ApoE. Kilomikron dan VLDL konsentrasinya lebih tinggi di dalam lipid, tetapi rendah untuk protein. Molekul IDL merupakan hasil katabolisme dari VLDL dengan bantuan enzim lipoprotein lipase. Hasil katabolisme selanjutnya adalah LDL, lipoprotein ini tidak mempunyai apoE-100 dan sering disebut sebagai kolesterol yang jahat yang dapat menyebabkan kejadian penyakit aterosklerosis dan penyakit

16 jantung koroner. Molekul HDL adalah lipoprotein yang bertugas mengembalikan kolesterol ke hati, dan dikenal sebagai kolesterol baik karena membantu mencegah terjadinya aterosklerosis dan penyakit jantung koroner (Strayer 1995).

Sistem transport lipoprotein di dalam tubuh dibagi atas 2, yaitu jalur eksogen dan jalur endogen (Gambar 6). Jalur eksogen mengatur pengangkutan lipid yang berasal dari makanan. Jalur endogen mengatur transportasi kolesterol yang disintesis di hati.

Gambar 6 Metabolisme lipoprotein.

Jalur eksogen diawali dengan sekresi kilomikron yang banyak mengandung trigliserida ke pembuluh getah bening dan aliran darah. Dalam perjalanannya kilomikron akan menyusut karena trigliserida yang terdapat pada kilomikron mengalami hidrolisis oleh enzim lipoprotein lipase menjadi asam lemak bebas. Asam lemak bebas dan monogliserida pada kilomikron akan disimpan di dalam jaringan adiposa. Kilomikron yang menyusut dikenal sebagai chylomicron

remnants (sisa-sisa kilomikron).

Jalur endogen diawali dengan sekresi partikel VLDL oleh hati ke sirkulasi darah. Partikel VLDL akan berinteraksi dengan lipoprotein lipase pada pembuluh kapiler. Trigliserida pada VLDL mengalami hidrolisis lipoprotein lipase, sehingga membentuk partikel IDL. Kelebihan fosfolipid dan kolesterol pada IDL akan ditranfer ke HDL. Partikel HDL akan berinteraksi dengan enzim lesitin kolesterol asiltransferase (LCAT) yang akan mengesterifikasi kelebihan kolesterol pada

USUS

Kilomikron

Sisa-sisa Kilomikron

Sisa-sisa Reseptor

Reseptor LDL

Jaringan ekstra hepatik

Kapiler

17 HDL selanjutnya dipindahkan kembali oleh enzim lipoprotein lipase membentuk LDL. Dalam degradasi ini hampir semua trigliserida dibebaskan dan yang tertinggal pada LDL adalah ester kolesterol dan apoB-100 pada permukaan.

Partikel LDL mengantarkan kolesterol ke sel-sel enterohepatik dan hati. Partikel LDL berikatan dengan reseptor LDL pada membran plasma, kemudian masuk ke lisosom dan dilisosom apo-B didegradasi menjadi asam amino. Sedangkan ester kolesterol dihidrolisis oleh enzim lipase menjadi kolesterol bebas yang digunakan untuk kepentingan sel. Kelebihan kolesterol di dalam sel akan disekresikan kembali ke plasma dan diserap oleh HDL, dengan bantuan enzim LCAT kolesterol ester dipindahkan kembali ke LDL dan seterusnya. Kolesterol yang diserap oleh hati akan dibawa ke empedu dan dimetabolisme oleh asam empedu. Asam empedu dan sebagian kolesterol ini disekresikan oleh hati dan diabsorpsi kembali oleh usus lalu diangkut kembali ke hati dan seterusnya membentuk sirkulasi enterohepatik. Sebagian kecil kolestrol dibuang melalui tinja (Horton et al. 1996).

Penyerapan sisa-sisa kilomikron oleh hati dilakukan secara endositosis menggunakan reseptor khusus (receptor-mediated endocytosis). Partikel LDL akan berikatan secara spesifik dengan reseptor yang ada di daerah membran plasma yang disebut coated pits (lekuk bermantel) dan disini LDL akan mengalami internalisasi membentuk coated vesicle. Pada pH 7,0, mantel terlepas kemudian vesikel berdifusi dengan vesikel endosom (pH 5). Partikel LDL terpisah dari reseptor dan bergabung dengan lisosom di sel hati menghasilkan lisosom kedua. Sedangkan reseptor yang terpisah akan mengalami siklus ulang yang selanjutnya menangkap LDL kembali (Cotran et al. 1989; Hortan et al. 1996; Voet & Voet 1995). Setelah terjadi absorpsi, VLDL yang dihasilkan hati dari asam lemak bebas, merupakan sumber utama trigliserida plasma. Molekul VLDL masuk ke dalam sirkulasi darah lalu mengangkut kolesterol dan trigliserida ke jaringan adiposa dan otot. Dalam sirkulasi, VLDL akan mengalami hidrolis menjadi IDL dan LDL Kira-kira 50 % IDL akan ditangkap oleh hati, sisa IDL kemudian diubah menjadi LDL oleh sel di dalam tubuh dan hepatosit seperti sel adrenal, fibroblas, sel otot polos, sel limfoid, dan sel endotel melalui reseptor secara endoditosis. Jadi LDL berfungsi mengangkut kolesterol endogen dan

18 eksogen ke jaringan, sedangkan HDL berfungsi mengangkut kolesterol dari jaringan perifer ke hati. Di dalam hati kolesterol dapat diubah menjadi asam empedu kemudian disekresikan ke dalam kantung empedu menuju usus halus dan bekerja sebagai pengemulsi lemak serta vitamin larut lemak. Di dalam ilium, selanjutnya kira-kira 2 % dari asam empedu yang dieksresikan dalam usus akan dikeluarkan bersama-sama tinja dan sisanya direabsorpsi kembali melalui sirkulasi enterohepatik (Hortan et al. 1996; Mayes 1984).

Lesi awal aterosklerosis pada pembuluh darah terjadi akibat infiltrasi senyawa lemak pada sirkulasi darah. Dalam perjalanannya menembus dinding pembuluh darah, kemudian berinfiltrasi yang menyebabkan peradangan dan terjadi proliferasi serabut-serabut otot polos dinding pembuluh darah. Kondisi ini juga didukung oleh adanya faktor pertumbuhan dan sel-sel busa. Sel otot polos sendiri berperan penting dalam mensintesis matrik protein dan proteoglikan. Teori ini didasarkan pada kenyataan adanya peningkatan kejadian penyakit pembuluh darah pada individu yang memiliki kadar lemak dan kolesterol darah yang tinggi, jika dibandingkan dengan yang normal (Getz 2005; Ross 1991).

Pada Macaca fascicularis, yang diberi pakan diet kolesterol tinggi, akan terjadi hiperkolesterolemia moderat dengan gejala yang timbul sama seperti yang terjadi pada hamster dan manusia, akan tetapi sangat berbeda dengan tikus. Adanya diet kolesterol dan total kolesterol ester yang ada di hati, akan menyebabkan meningkatnya tekanan terhadap sintesis sterol hepatik, penurunan aktivitas reseptor hepar dan meningkatnya produksi LDL. Tidak hanya terjadi peningkatan konsentrasi LDL, tetapi ukuran partikel LDL juga meningkat yang disebabkan oleh akumulasi molekul oleat kolesterol di dalam partikel inti akibat kerja enzim hepatik acyl-coenzyme A Cholestrrol Acyltransferase (ACAT). Enzim ini merespon esterifikasi kolesterol sebagai oleat Ko-A. Oleat kolesteril hepatik juga berkorelasi dengan kolesterol oleat-LDL plasma, hal ini berhubungan erat dengan kejadian aterosklerosis arteria koronaria. Partikel LDL yang kaya dengan apoE bersifat aterogenik dan mungkin berkorelasi terhadap peningkatan kemampuan partikel tersebut mengikat proteoglikan (PG) yang terdapat pada dinding arteri, yang pada akhirnya akan dimetabolisme oleh makrofag (Sreejayan & Rao. 1997).

19

Aterosklerosis

Istilah aterosklerosis digunakan untuk lesi aterosklerotik yang disertai oleh perubahan degenerasi lemak. Arti kata aterosklerosis adalah pengerasan dinding arteri sebagai akibat perubahan kronis yang terjadi pada arteri. Perubahan kronis arteri disebabkan oleh hilangnya elastisitas arteri, menyempitnya lumen karena perubahan proliferatif dan degeneratif pada tunika intima dan media, dan proses radang.

Aterosklerosis merupakan kelainan degeneratif pada pembuluh darah besar dan sedang yang dicirikan oleh penebalan pembuluh darah (Munro & Cotrans 1988). Penebalan pembuluh darah karena adanya akumulasi lipid dan elemen-elemen fibrosa pada bagian ateri media maupun besar, sehingga pada akhirnya dapat terjadi obstruksi pada lumen arteri. Aterosklerosis, pada umumnya dapat menyerang arteri koronaria, aorta, iliaka, femoral dan arteri serebralis (Ross & Glomset 1973). Penebalan pembuluh darah ini ditandai dengan adanya sel busa, yaitu sel makrofag yang berisi kolesterol dan kolesterol ester. Adapun penyebab terbentuknya sel busa antara lain disebabkan oleh makrofag yang secara berlebihan mengambil LDL yang teroksidasi. Selain kolesterol atau kolesterol ester, pada lesi aterosklerosis terdapat juga protein, karbohidrat, dan komponen seluler termasuk sel otot polos, makrofag, dan limfosit (Kaplan & Aviram, 2001). Menurut Hansson (2009), aterosklerosis merupakan penyakit inflamasi, dan proses aterosklerosis dimulai saat LDL terakumulasi di intima sehingga mengaktifkan endotel, meningkatkan pengambilan monosit dan sel T. Monosit berdeferensiasi membentuk makrofag, mengubah lipoprotein akhirnya manjdi sel busa. Sedangkan sel T pada lesi akan mengenali antigen lokal yang berkontribusi pada pebentukan plak.

Perubahan awal terjadinya aterosklerosis melibatkan bagian dalam permbuluh darah dan kejadiannya dimulai sejak anak-anak yang ditandai dengan perkembangan garit-garit lemak pada pembuluh darah (Rackley 2006). Garit lemak bila berlanjut akan membentuk plak lemak yang dapat diperiksa secara biokimiawi dan secara mikroskopis (Small 1988; Stary 1990). Garit lemak dapat ditemukan pada pembuluh arteri manusia semenjak usia belasan tahun. Satu studi autopsi terhadap 2.876 laki-laki dan perempuan yang berumur 15–34 tahun

20 mempunyai garit lemak pada aorta (Rackley 2007). Garit lemak merupakan prekusor plak aterosklerosis tahapan lebih lanjut, dan ternyata faktor genetik merupakan faktor utama yang mempengaruhi percepatan garit lemak menjadi plak aterosklerosis (McGill 1968).

Patogenesis Aterosklerosis

Berdasarkan penelitian dan teori proses awal terjadinya aterosklerosis, terdapat beberapa hipotesis yang mendasari aterosklerosis. Beberapa hipotesis tersebut adalah hipotesis infiltrasi lipid (McGill 1968), hipotesis respon terhadap kelukaan sel endotel (Ross 1991), hipotesis gabungan antara keduanya (Steinberg 1993), dan hipotesis respon imun (Hansson, 2009).

Hipotesis Infiltrasi Lipid. Konsentrasi LDL yang tinggi dalam plasma atau hiperkolesterolemia merupakan faktor risiko penyebab terjadinya aterosklerosis. Hiperkolesterolemia kronis dapat menyebabkan lesi patologi awal yang ditandai oleh adanya kristal kolesterol yang berbentuk tipis dan tajam dalam jaringan (Fuller & Jialal 1994). Menurut teori yang dikemukakan oleh Ross (1991), lesi awal pada dinding pembuluh darah akan terjadi akibat infiltrasi senyawa lemak dari sirkulasi darah yang menembus dinding pembuluh darah. Hal akan mengiritasi dan mengakibatkan peradangan serta proliferasi serabut-serabut otot polos dinding pembuluh darah.

Kadar LDL yang tinggi memungkinkan LDL dapat menembus lumen pada dinding pembuluh darah masuk ke bagian intima. Pada bagian intima ini LDL akan mengalami oksidasi. LDL yang teroksidasi akan menyebabkan terjadinya peningkatan adhesi monosit ke endotel, yang diikuti dengan kemotaksis ke dalam jaringan subendotel (intima). Di intima, monosit akan berdeferensiasi menjadi makrofag. Perubahan monosit ini dipicu oleh LDL teroksidasi. Reseptor LDL tidak lagi dikenali oleh LDL teroksidasi tetapi akan dikenali oleh reseptor

skavenger dari makrofag yang menyebabkan terbentuknya sel-sel busa. Kondisi ini akan merangsang terekspresinya sejumlah gen sitokin dan faktor pertumbuhan yang mengakibatkan terjadinya proliferasi sel otot polos di bagian intima. Akibatnya permukaan dinding pembuluh darah dibagian lumen akan

21 menggelembung akibat terjadinya penimbunan plak pada bagian media (Linder 1985; Stocker & Keaney 2004).

Peneningkatan konsentrasi kolesterol tidak selalu mengakibatkan terjadinya aterosklerosis. Hal ini disebabkan dalam kondisi normal, 60-64% LDL didegradasi melalui umpan balik reseptor afinitas tinggi yang diatur melalui mekanisme umpan balik oleh peningkatan kolesterol. Sebanyak ± 35% sisanya LDL akan didegradasi melalui jalur reseptor alternatif spesifik, yaitu afinitas

reseptor scavenger, reseptor tersebut hanya mampu mengenali LDL yang

mengalami perubahan secara kimiawi (Weisgraber et al.1992; Goldstein & Brown 1992; Keys 1996).

Hipotesis Terhadap Respon Kelukaan. Di dalam hipotesis ini, aterosklerosis dimulai dengan kelukaan endotel dan disfungsi endotel yang ditandai dengan peningkatan permebialitas endotel dan adaya kumpulan LDL pada permukaan endotel (Gambar 7). Keadaan ini diikuti dengan penempelan leukosit dan berpindah ke dalam sel endotel. Selanjutnya membentuk sel busa dan merangsang limfosit-T teraktivasi, beragregasi dan perlekatan trombosit, leukosit masuk ke dalam dinding pembuluh darah yang diikuti dengan migrasi sel otot polos masuk ke intima (Gambar 7a & 7b). Proses berjalan terus-menerus sehingga

Gambar 7 Respon kelukaan pada proses aterosklerosis (Ross 1993).

makrofag terakumulasi dan terbentuknya tudung fibrosa sampai akhirnya terjadi nekrosis di dalam inti sel dan sel pecah (Gambar 7c & 7d).

a b

c

Akumulasi makrofag

Pembentukan inti nekrosa

Pembentukan tudung fibrosa

d

Plak pecah

Penipisan tudung fibrosa

Perdarahan plak pembuluh darah kecil

22 Lesi yang merupakan cikal bakal pembentukan aterosklerosis diawali dengan menurunnya fungsi sel endotel (disfungsi), atau bahkan terkelupasnya sel endotel. Traub & Berk (1998) menyatakan disfungsi endotel dapat disebabkan oleh berbagai faktor, seperti kecepatan aliran darah yang bertekanan tinggi, kimiawi, imunologik maupun infeksi virus. Disfungsi endotel menyebabkan perubahan permukaan membran sehingga terjadi perlekatan trombosit pada membran. Perlekatan trombosit akan melepaskan platelet derived growth factor

(PDGF), yang merangsang sel-sel otot polos untuk bermigrasi dan berproliferasi pada lapisan subendotel. Kolesterol yang teroksidasi bersifat sangat toksik bagi sel otot polos (in vitro) dan merupakan agen aterogenik (in vivo) (Stocker & Keaney 2004; Traub & Berk 1998).

Disfungsi endotel dan hilangnya sel endotel merupakan awal pembentukan plak ateroma yang ditandai oleh meningkatnya perlekatan (adhesi) monosit pada sel endotel arteri (Packard & Libby 2007). Adhesi leukosit pada sel dinding endotel merupakan mekanisme utama yang merespon pembentukan radikal bebas oksigen (ROS), yang akhirnya akan menghasilkan oksidan sitotoksik dan mediator peradangan yang mengaktifkan sistem komplemen. Oksidan yang dihasilkan akan menyebabkan kerusakan jaringan (Caterina et al. 2000; Hoorn et al. 2003; Joris et al.1983)

Hipotesis Modifikasi Oksidatif (Gabungan). Menurut teori yang dikemukan oleh Steinberg (1993), lesi aterosklerotik diawali oleh teroksidasinya LDL sehingga mengakibatkan endotel mengekspresikan perlekatan monosit dan menghasilkan monocyte chemotatic protein (MCP), macrophage colony

stimulating factor (M-CSF). Induksi tersebut mengakibatkan monosit berubah

menjadi makrofag dan menempel pada endotel. Selanjutnya makrofag akan memfagositose LDL teroksidasi, kemudian terakumulasi pada dinding pembuluh darah membentuk sel busa dan berakhir dengan terbentuknya lesi awal yang dikenal sebagai lempeng kolesterol.

Kerusakan lapisan endotel menyebabkan timbulnya efek sitotoksik dari lipid peroksida diakibatkan oleh reaksi oksidasi lipid, sehingga infiltrasi lipid menjadi berlebihan. Proses oksidasi diduga dimulai ketika oksigen reaktif mengambil atom hidrogen dari asam lemak tidak jenuh yang ada di dalam partikel LDL sehingga

143 Libby P, Ridker PM. 2006. Inflammation and atherothrombosis: from population biology and bench research to clinal practice. J. Am. Coll Cardiol ;48:A33-46

Libby P. 2002. Inflamation in atherosclerosis. Nature 42:868-874.

Linder MC. (1995). Nutrition and Metabolism of Fats in Nutritional Biochemistry and Metabolism. With Clinical Application. Elsevier, New York, hal: 34-49, 332-345.

Linton NF & Fazio. 2003. Macrophage, inflammation, and atherosclerosis. Int. J. obesity. 27, 335-540.

Little PJ et al. 2002. Proteoglycans synthesized by arterial smooth muscle cells in the presence of tranforming growth factor-1 exhibit increased binding to LDLs. J Arteroscler Thromb Vasc Biol. 22: 55-60.

Mahlberg FH, Glick JM, Jerome WG and Rothblat. 1990. Metebolism of cholesteryl ester lipid droplets in a J774 macrophage foam cell model Biochemica et Biophysica, 1045:291-298.

Marnette LJ. 1990. Generation of Mutagens during arachidonic acid metabolism. Cancer Metastas Rev. 13:303-308.

Mayes PA. 1984. Metabolisme Lipid: II. Peranan Jaringan. Ed ke-19. Di dalam: Harper Biokimia. EGC penerbitan buku Kedokteran hal 258-286.

Mayer EL, Jacobsen DW and Robinson K. 1996. Homocysteine and coronary atherosclerosis. J. Am.Coll. Cardiol. 27: 175- 527.

Mc Gill HC Jr. 1968. Fatty Streak in the Coronary arteries and aorta. Lab. Invest 10: 560.

Mc Gill HC, McMahan CA, Herderick EE, Tracy RE, Malcom GT, Zieske AW, Strong JP. 2000. Effects of coronary heart disease risk factor on atherosclerosis of selected regions of the aorta and right coronary artery. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 20:836-845.

Meilhac O, Ramachandran S, Chiang K, Santanam N, Phatasarathy S. 2001. Role of arterial wall antioxidant defense in benefficial effects of exercise on atherosclerosis in mice. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 21: 1681-1688.C. Meydani SN, Wu d, Santos MS, and Hayek MG. 1995. Antioxidants andImmune

Response in Aged Person: Overview of Present Evidance. The Am. J. Clin. Nutri. 62: 1462S-1467S.

Morrow JD. 1995. Increase in Circulation Products of Lipid Peroxidation (F2-isoprotanes) in Smokers. New Eng.J. Med. 332:1198-1203.

Mosca L et al. 2007. Evidence-Based Guidelines for Cardiovascular Disease Prevention in Women. J Am Coll Cardiol, 49:1230-1250.

Muhilal. 1991. Teori radikal bebas dalam gizi dan kedokteran. Cermin Dunia Kedokteran 73: 9-11.

Munro JM, Cotrans RS. 1988. The pathogenesis of atherosclerosis: atherogenesis and inflammation. Lab. Invest. 58:249-261.

144 Nurfina AN, Samhoedi P, Timmerman H, Jenie UA, Sugiyanto and van.der.Goot H. 1995. The Relationship between Structure and Inhibition of Lipogenese Acctivity of Curcumin Derivatives. Proceeding of the International Symposium on Curcumin Pharmacochemistry (ISCP), August 29-31.152-161.

Packard RS and Libby P. 2008. Inflammation in Atherosclerosis: from Vascular Biology to Biomarker Discovery and risk prediction. Clin. Chem. 54:1 : 24-38.

Palmer RMJ, Aston DS, Moncada S. 1988. Vascular endothelial cells synthesize nitric oxide from L-arginie. Nature. 33: 664-666.

Panaza JA, Casino P, Kilcoyne CM & Qiyyumi AA. 1993. Role of endholelium derived nitric oxide in the abnormal endhothelium dependent vascular relaxation of patient with essential hypertention. Circulation, 87, 1402-1407.

Pan MH, Huang TS and Lin JK. 2000. Biotransformation of curcumin through reduction and glucuronidation in mice. Drug metabolism,The American Society for Pharmacology, vol. 27, No. 1:486-494.

Pelletier SW. 1983. The Nature and definition of alkaloid. In Pelletier SW (Ed). 1983. Alcaloids, Chemical and Biological Perspectves. John Wiley an Son, New York.

Pendurthi U, Williams JT, Rao LVM. 1997. Inhibition of tissue factor gene activation in culture endothelial cells by curcumin. Suppression of activation of transcription factors Egr-1, AP-1, and NF. B. Arteriolscler Thromb Vasc Biol. 17: 3406-3413.

Poole AR. 1988. Proteoglycans in health and disease: structure and functions. Biochem. J. 236: 1-10.

Prana MS. 1995. Curcuma germplasma in Indonesia as a source of curcumin. In Curcumin Pharmacochemistry: Proceeding of the International Symphosium on Curcumin Pharmacochemistry (ISCP) August 197-200, Yogyakarta Indonesia.

Priyana A. 13 April 2004. Anggur merah baik untuk jantung. Kompas: 36 (kolom 5-8).

Quiles JL, Dolores M, Ramires-Tortosa CL, Aquilera CM, Battina M, Gill A, Ramires-Tortosa MC. 2002. Curcuma longa extract suplementation reduces oxidative stress and attenuates aortic fatty streak development in rabbits. Arteriolscler Thromb Vasc Biol. 22:1225-1231.

Rackley CE. 2006. Phathogenesis of Atherosclerosis.

http://www.patiens.update.com/print.asp?print=true&file=chd/2109 [12 Juli 2009].

Ramos-Vara JA. 2005. Tecnical respect of Immunohistochemistry. Vet Pathol. 42: 405-426.

145 Rao CV et al. 1995. Chemoprevention of colon carcinogenesis by dietary curcumin, a naturally accruing plant phenolic compound. Cancer Res. 55:259-266.

Rao MNA. 1995. Antioxidant properties of curcumin. Di dalam: Proceeding of the International Symphosium on Curcumin Pharmacochemistry (ISCP) August 29-31, 1995, Yogyakarta Indonesia. Curcumin Pharmacochemistry. Yogyakarta.

Reaven PD, Witztum JL. 1998. Oxidased low density lipoproteins in atherogenesis: role of dietary modification. Annu. Rev. Nutr. 16:51-71. Riemersma RA. 1994. Epidemiology and the role of antioxidantd in preventing

coronary heart disease. A Brief overview. Proc. Nutr. Soc. 53: 59-65. Robertson AKL and Hansson GK. 2006. T Cells in Atherosclerosis. For Better or

Worse. Atherioscler throm Vasc Biol; 26:2421-2432.

Ross R and Glomset. 1976. The Pathogenesis of Atherosclerosis. N. Eng.LJ. Med. 295: 369, 420.

Ross R. 1991. Atherosclerosis: a problem of biology of arterial wall cells and their interation with blood components. Arteriosclerosis 1:293-298.

Ross R. 1999. Atherosclerosis an Inflammatory disease. N Engl. J Med. 340:11 Sreejayan N, Rao MNA. Pryardasini KI, Devasagayen TP. 1997. Inhibition of radiation induced lipid peroxidation by curcumin. Int. J. Phamr, 151:127-130 -126.

Rowe HA, Wagner WD. 1985. Arterial dermatan sulfate proteoglycan in pigions susceptible to atherosclerosis. Arteriosclerosis 5:101-109.

Ruby AJ, Lokesh BR. 1995. Anti-tumor and antioxidant activity of Natural curcuminoid. Cancer Lett. 146:35-37.

Ruggiero RJ, Pharm Dm and Frances EL. 2002. Estrogen: Physiology, Pharmacology, and Formulation for Replacement Therapy. In Journal of

Midwifery and Women’s Health. 47(3): 130-138.

Sadikin M, 2001. Pelacakan dampak radikal bebas terhadap makromolekul. Dalam Kumpulan Pelatihan: Radikal bebas dan antioksidan dalam kesehatan. Jakarta: Fakultas Kedokteran UI.

Schwenke DC. 1998. Antioxidants and atherogenesis. J. Nutr. Biochem. 9:424-445.

Shetty K. 1997. Biotechnology to harness the benefits of dietary phenolics: focus on Lamiaceae. J Clin Nutr 6 (3): 162-171.

Shimokawa H. 2000. Clinical assessment of endothelial function. Http://www. J circ.or.jp/English/sessions/reports/64th-ss/shimokawa.htm july, 21,

Shirk RB, Church FC, Wagner, W.D. 1996. Arterial smooth muscle cell heparan sulfate proteoglycans accelerate thrombin inhibition by heparin cofactor II. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 16:1138-1146.

146 Siekmeir R, Steffen C and Mar W. 2007. Role of Oxidannts and Antioxidants in Atherosclerosis: Result of in vitro an in vivo Investigations, J. Cardiovascular, vol 12, no.4: 265 -282.

Silverman MD, Zamora DO, Pan Y, Texeira PV, Planck SR, Rosenbaum JT. 2001. Cell adhesion molecule expression in cultured human iris endothelial cells. http://www.iovs.org/egi/full/content/42/12/2861 [ 9 Juni 2006].

Small DM. 1998. Progression an Regression of Atherosclerotic Lesion. Lipid Physical Biochemistry, Masachussets.

Soesanto M, Edi BS, Bambang H, Sitarina W. 1992. Upaya mencegah aterosklerosis dengan kunyit (Curcuma domestica val.). Laporan penelitian Pusat Antar Universitas Pangan dan Gizi-UGM. Yogyakarta hal 4-7. Soni KB & Kuttan R. 1992. Effect of oral curcumin administration on serum

peroxides and cholesterol level in human volunteer. Indian J Physiol pharmacol. 36 (4):273-27.

Sreejayan N, Rao MNA. 1994. Curcuminoid as poten inhibitor of lipid peroxidation. J. Phar. Pharmacols: 46: 1013 - 1016.

Sreejayan N, Rao MNA. 1997. Nitric oxid scavenging by curcuminoids. J. Phar. Pharmacols 49: 105 - 107.

Sreejayan N, Rao MNA. Pryardasini KI, Devasagayen TP. 1997. Inhibition of radiation induced lipid peroxidation by curcumin. Int. J. Phamr, 151:127-130.

St. Clair RA . 1985. Pathogenesis of the atherosclerotic lesion. Current concept s of cellular an biochemical events. Atherosclerosis, hypertension, and vasospasmus, 1-29.

Stary HC, Blakenhom DH, Chandler AB, Glagov S, Insull W, Richadson ME, Rosenfeld ME, Schaffer SA, Schwart CJ, Wagner WD and Wisller RW.1992 A definition of the intima of human arteries and its atherosclerosis-prone region. Atherioscler thromb., 12:1:120-130.

Stary HC, Chandler AB, Dnsmor RE, Fuster V, Glagov S, Insull W, Rosenfeld ME, Schwart CJ, Wagner WD and Wisller RW. 1990. A definition of advanced types of atherosclerotic Lesions and histological classification of atherosclerosis. Arteriolscler Thromb Vasc. Biol. 15:1512-1531.

Stasse-Wolthuis M et al. 1980. “Influence of Dietary Fiber from Vetables and Fruits, Bran or Citrus Pectin on Serum Lipids, Fecal Lipids, and Colonic Fuction. The America J. Of Clinical Nutrition. 33:1745 -1756.

Steinberg D. 1993 . Vitamin E for a healthy heart. New Eng. J. Med. 31:33- 58. Steinberg D. 1997. “Low Density Lipoprotein Oxidation and Pathobiological

Significance” dalam J. Biological Chemistry. 272: 20963-20966.

Steinberg D, et al. 1997”Beyond Cholesterol: Modification of Low Density Lipoprotein That Increase its Atherogecity” dalam The new England Journal of Medicine. 20: 915 -924.

147 Stocker R, Keanedy JF.jr. 2004. Role of Oxidative modification in atherosclerotis.

Physiol Rev. 88: 1381- 1478.

Strayer L. 1995 . Biochemistry. Ed ke 4. WH. Freeman and Company, New York. Sulistiyani, Clair RW. 1991 . The Method of isolation of primary cells and their subcultute influence the expression of LDL receptor on pigeon and chicken embryo cells in culture. Arteroscler. 91: 123-135.

Supari SF. 1996. Radikal bebas dan patofisiologi beberapa penyakit. Prosiding Seminar Senyawa Radikal dan Sistem Pangan: Reaksi biomolekuler, dampak terhadap kesehatan dan penangkalan. Jakarta: Pusat Studi Pangan dan Gizi IPB dan Kedubes Prancis-Jakarta.

Taiz L and Zeiger E. 2002. Secondery Metabolites an Plant in Plant Physiology. 3th. Edition, Sinauer Associated, Sunderland. 286-299.

Thies E , Siegel CP. 1989. Metabolic action and tumourigenesis. Prog Pharmacol Clin Phamacal. 72: 199-212

Tonnessen HH, and Karlsen J. 1985. Hight Performance Liquid Chromatography of Curcumin and related compounds. J. Of Chromatogaph. 259: 367-371. Tonnessen HH, Smistad G, Agren T, Karlsen J. 1992. Studies of curcumin and

Curcuminoid. XX III: Effects of Curcumin on Liposomal Lipid Peroxidation.

Tonnessen HH, Vries HD, Karlse J, Henenggouwen GB. 1987. Studies of curcumin and curcuminoid in investigation of the photobiological activity of curcumin using bacterial indication system. J. Pharm. Sci. 76: 371-373. Traub O, Berk BC. 1998 . Laminar shear stress, mechanism by which endothelial

cells tranduce an atheroprotective force. Arteroscler Thromb Vasc Biol. 18: 677-685.

Toole JF, Malinow MR, Chambles LE, Spence JD, Pettigrew LC, Sides EG. Wang CH and Stampfer m. 2004. Lowering homocysteine in patiens with ischemic stroke to prevent recurrent stroke, myocardial infraction, and death the Vitamin Intervention for stroke Prevention (VISP) randomized controlled trial. Jama 291: 565 - 575

Wagner WD, Salisbury BGJ, Rowe HA. 1986. A proposed structure of chondroitin 6-sulfate proteoglycan of human normal and adjecent atherosclerotic plaque. J. Arterioscle 6:407-417.

Wagner WD. 1985. Proteoglycans structure and function as related to atherosclerosis. Annal New York Academy of Scienes 454:52-68.

Williams JK, Adam MR, Klopfeinstein HS. 2001. Estrogen modulated responses of atherosclerotic coronary arteries. Circulation 81:1680-7.

Valena J. 1995. The Use of Turmeric and Temoe Lawak in Netherlans. Proceeding of the International Symposium on Curcumin Pharmacochemistry (ISCP), August 29-31. 187-193.

148 Van Hoorn DEC, van Norren K, Boelens PG, Nijveldi RJ, and van Leeuwen PAM, 2003. Biological Activitiess of Flavonoids. Science and Medicine. Vol 9(3). 152-161.

Van Het Hof KH, West JE, Westsrtary and Hautvast JG. 2000. Diet Factor that Affect the Bioavailability of Carotenioid. J. Nutri. 130: 503-506.

Vareed SK. Kakarala M, Ruffin MT, Crowell JA, Normolle DP, Djuric Z and Brener DE, 2008. Phamacokinetics of Curcumin Conjugate Metabolitees in Healthy Human Subjeccts. Cancer Epidemiol Biomarkers Prev 2008; 17 (6):1411-7.

Weisgraber KH, Innerarity TL, Mahley RW. 1992. Role of lysine residues of plasma lipoprotein in high affinity binding to cell surface on human fibroblasts. J. Biol. Chem. 253: 9053-9062.

Vijayagopal P, Glancy DL. 1996 . Macrophages Stimulate Cholesteryl Ester Accumulation in Cultured Muscle Cells Incubated with Lipoprotein Proteoglycan Complex. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 16:1112-1121. Winarsi H. 2007. Antioksidan Alamai dan Radikal Bebass. Potensi dan

Aplikasinya dalam Kesehatan. Kanisius, Yogyakarta.

Voet D, Voet JG. 1995. Biochemistry. Ed ke-2. New York: John Wiley & Son, Inc. hal 655-656.

Wolin MS. 2000 . Interaction of oxidants with vascular signaling system. Aterioscler Thromb Vasc Bbiol. 20:1430-1442.

Wuryastuti H. 2000. Stres oksidatif dan implikasinya terhadap kesehatan. Pidato pengukuhan Jabatan Guru Beasar dalam Ilmu Penyakit Dalam FKH- UGM Yogyakarta

Zakaria FR, Sanjaya, Pramudya SM. 1996. Respon imunologik dan kadar radikal bebas plasma pada popolasi rentan pencemaran makanan. Di dalam: Seminar Hasil Penelitian RUT III, Kawasan Puspitek Serpong, 9-12 Januari 1996. Jakarta.