3 POTENSI KHASIAT DAN MEKANISME ANTIPHOTOAGING DARI KANDIDAT EKSTRAK BAHAN
AKTIF ANTIPHOTOAGING TERPILIH
3.1 Pendahuluan
Hasil penapisan kandidat ekstrak
bahan aktif antiphotoaging
menghasilkan dua kadidat bahan aktif antiphotoaging terpilih, yaitu ekstrak etanol rimpang Temu Ireng ekstrak Temu Ireng dan ekstrak etanol daun Ki
Urat ekstrak Ki Urat. Aktivitas antioksidan kedua ekstrak ini diduga berperan dalam mekanisme kerja penghambatan pembentukan MMP-1 pada sel HaCaT.
Dugaan ini menjadi acuan dalam penentuan mekanisme antiphotoaging dari kedua ekstrak sebagai kandidat ekstrak aktif antiphotoaging.
Pada tahap penelitian ini dilakukan penentuan potensi khasiat dan mekanisme antiphotoaging kedua ekstrak tersebut. Penentuan mekanisme ini
dilakukan berdasarkan penentuan potensi khasiat menghambat pembentukan MMP-1 dan potensi khasiat menghambat penurunan prokolagen tipe I yang
didukung dengan penentuan kapasitas total antioksidan dan aktivitas antioksidan intraseluler.
Proses photoaging merupakan proses kompleks yang melibatkan proses intraseluler dan ekstraseluler. Proses ini dimulai dari pembentukan radikal
bebas akibat paparan UV dan berakhir dengan kerusakan komponen utama matriks esktraseluler, yaitu kolagen tipe I. Pada penelitian ini, mekanisme
penghambatan proses photoaging antiphotoaging oleh suatu bahan berdasarkan aktivitas antioksidan akan ditempatkan pada kerangka proses
photoaging
sebagai proses kerusakan kolagen tipe I. Mekanisme antiphotoaging berdasarkan aktivitas antioksidan dapat
dipahami dengan baik melalui 2 pengetahuan dasar yang terkait dengan kerusakan kolagen tipe I. Pertama, pemahaman mengenai kolagen tipe I
sebagai komponen utama matriks esktraseluler kulit. Kedua, pemahaman tentang radiasi UV sebagai penyebab kerusakan dan penghambat pembentukan
kolagen tipe I.
Matriks ekstraseluler dapat dilihat sebagai perekat makromolekul yang berbeda dalam ruang ekstraseluler yang memberikan bentuk spesifik pada
suatu jaringan dan merupakan pembangun integritasnya. Molekul-molekul matriks ekstraseluler berguna sebagai kerangka struktur sehingga matriks
ekstraseluler sering didefinisikan sebagai substansi yang memberikan integritas stuktur pada organisme multiseluler Tsuchiya et al. 2008; Ottani et
al.
2001; Exposito et al. 2002. Integritas dan fungsi struktur kulit sangat bergantung pada matriks
esktraseluler. Matriks ekstraseluler kulit manusia merupakan struktur tiga dimensi yang terdiri atas kolagen, serat elastik, dan membran dasar yang
berupa makromolekul seperti proteoglikan, heparin sulfat, entaktin, fibronektin, dan laminin. Kolagen, khususnya kolagen tipe I merupakan
komponen utama matriks ekstraseluler kulit manusia Ottani et al. 2001; Uitto et al.
1998; Fisher et al. 2009; varani et al. 2009.
Kolagen merupakan komponen protein terbesar dalam tubuh kita. Kolagen tipe I merupakan protein terbanyak dalam tubuh hewan dan
ditemukan dalam setiap jaringan ikat, seperti tulang, kulit, dan tendon. Kolagen tipe I merupakan kolagen dominan pada jaringan kulit manusia dan
merupakan 75-80 dari bobot kering kulit Prockop dan Kivirikko 1995; Yaar et al. 1998; Exposito et al. 2002; Kotch dan Raines 2006; Agius et al.
2007.
Pemahaman tentang peran radiasi UV sebagai penyebab kerusakan dan penghambat pembentukan kolagen tipe I sangat diperlukan untuk memahami
proses photoaging. Radiasi UV sangat berbahaya bagi kesehatan kulit manusia karena dapat mempercepat penuaan kulit. Semua segmen radiasi UV yang
sampai ke bumi UVA dan UVB dapat menyebabkan photoaging. Paparan kronik UV pada kulit manusia dapat menyebabkan photoaging yang ditandai
oleh kerutan pada kulit. Radiasi UV
memainkan peran penting dalam patogenesis penuaan dini kulit melalui sitotoksisitas keratinosit dan degradasi
kolagen Abeyama et al. 2000; Huang et al. 2007; Philips et al. 2009; Pluemsamran et al. 2012.
Kerusakan kolagen pada proses photoaging ditandai dengan terjadinya kerutan pada kulit. Pada photoaging terjadi degenerasi matriks ekstraseluler
yang disebabkan oleh
peningkatan ekspresi atau aktivitas matrix
metalloproteinases MMPs yang merusak struktur kolagen. Peningkatan
MMPs akibat paparan UV berperan penting dalam kerusakan kolagen dan protein matriks ekstraseluler lainnya dan berhubungan langsung dengan efek
photoaging pada kulit manusia. Matrix metalloproteinases utama adalah
MMP-1 yang menyebabkan kerusakan kolagen tipe I sebagai komponen utama dari matriks ekstraseluler kulit manusia Fisher et al. 1996; Kim et al. 2005;
Dong et al. 2008; Philips et al. 2009. Peningkatan ekspresi MMP-1 sebagai awal dari kerusakan kolagen tipe
I pada proses photoaging dipicu oleh paparan UV. Hasil penelitian Seo et al. 2001 menunjukkan bahwa paparan akut radiasi UV pada sel fibroblat
maupun secara in vivo meningkatkan MMP-1 dan menyebabkan kekurangan kolagen tipe I sehingga memberikan kontribusi pada photoaging. Kolagen tipe
I disintesis dari prokolagen tipe I yang dibentuk pada proses intraseluler. Pada proses photoaging, radiasi UV menyebabkan penurunan TGF-β sehingga
terjadi penurunan pembentukan prokolagen tipe I. Hal ini menyebabkan penurunan pembentukan kolagen tipe I pada ruang ekstraseluler Brodsky et
al.
1994; Fisher et al. 1999; Helfrich et al. 2008; Lee et al. 2009b. Mekanisme terjadinya photoaging berlangsung dalam sel dan ruang
ekstraseluler. Fibroblast dermal membuat prokolagen tipe I di dalam sel yang kemudian dikonversi menjadi kolagen di ruang ekstraseluler. Dua pengatur
penting dalam pembentukan dan destruksi kolagen ialah TGF-β dan AP-1. Peran AP-1 dalam proses photoaging berkaitan dengan peningkatan MMP-1
yang menyebabkan kerusakan kolagen tipe I. Peran TGF-β dalam proses photoaging
berkaitan dengan penghambatan pembentukan prokolagen tipe I. Proses kerusakan dan destruksi kolagen tipe I akibat peningkatan AP-1 dan
penurunan TGF-β yang disebabkan oleh ROS yang dipicu paparan UV merupakan mekanisme terjadinya photoaging Chung et al. 1997; Fisher et al.
1999; Huang et al. 2007; Helfrich et al. 2008; Philips et al. 2009; Lee et al. 2009a.
Antioksidan membantu sel dalam mengurangi ROS yang terbentuk akibat paparan UV. Penggunaan antioksidan merupakan strategi efektif dalam
memberikan dukungan mekanisme perlindungan seluler Traikovich 1999; Lin et al.
2005. Penggunaan antioksidan dapat mengatasi ROS yang dipicu
radiasi UV sehingga mampu mencegah photoaging. Berdasarkan uraian di atas, diketahui bahwa aktivitas penghambatan
pembentukan MMP-1, aktivitas penghambatan penurunan prokolagen tipe I, dan aktivitas antioksidan merupakan parameter potensi antiphotoaging yang
tepat untuk dikaji dalam menentukan mekanisme antiphotoaging suatu bahan berdasarkan aktivitas antioksidan. Potensi dan mekanisme antiphotoaging ini
dapat dipelajari secara in vivo dengan menggunakan hewan model atau manusia maupun secara in vitro dengan menggunakan kultur sel. Metode in
vitro
dengan menggunakan kultur sel telah lama digunakan dalam penelitian untuk melakukan penapisan dan mempelajari mekanisme antiphotoaging suatu
bahan. Beberapa penelitian telah dilakukan untuk mempelajari pembentukan
MMP-1 dengan menggunakan kultur sel. Kim et al. 2005 menggunakan sel HDFs untuk mempelajari pembentukan MMP-1. Lee et al. 2009a
menggunakan sel HaCaT untuk mempelajari fisiologi ekspresi MMP-1. Jang et al.
2011 menggunakan sel HaCaT dan HDFs untuk mempelajari pengaruh curcuminoids
pada ekspresi MMP-1. Kultur sel HDFs telah digunakan untuk mempelajari metabolisme
kolagen. Galicka dan Nazaruk 2007 menggunakan kultur sel HDFs untuk mempelajari pengaruh apigenin 7-O-glucoronide pada peningkatan laju
biosintesis kolagen. Chen et al. 2009 menggunakan biakan sel fibroblast WS-1 untuk mempelajari metabolisme kolagen pada kondisi paparan UV.
Shin et al. 2005a melakukan penelitian photoaging secara in vitro menggunakan kultur sel HDFs untuk melihat efek aplikasi topikal
dehydroepiandrosterone DHEA pada kolagen pada kondisi paparan UV. Penelitian tersebut dilanjutkan dengan percobaan secara in vivo menggunakan
kulit mencit dan manusia yang memberikan hasil yang sama seperti yang ditunjukkan oleh percobaan secara in vitro. Penggunaan metode in vitro
menggunakan kultur sel dalam penelitian photoaging dapat memberikan gambaran tentang hasil secara in vivo.
Penentuan aktivitas antioksidan sangat penting dalam menentukan mekanisme antiphotoaging. Penentuan aktivitas antioksidan secara in vitro
menggunakan pereaksi kimia atau enzimatis hanya mampu mengungkapkan potensi antioksidan secara umum. Penentuan aktivitas antioksidan dalam
rangka menentukan mekanisme antiphotoaging memerlukan data pendukung lainnya berupa data antioksidan intraseluler. Penentuan aktivitas antioksidan
intraseluler dalam kajian mekanisme antiphotoaging masih jarang dilakukan. Kultur HDFs telah digunakan beberapa peneliti untuk menentukan aktivitas
antioksidan seluler.
Penggunaan metode in
vitro dalam penentuan mekanisme
antiphotoaging berdasarkan aktivitas antioksidan harus dapat membuktikan
kemampuan suatu bahan dalam menghambat pembentukan MMP-1 dan
