Hubungan Polimorfisme Gen Apolipoprotein A5-1131t C Dengan Kadar Trigliserida Pada Sindroma Metabolik
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Sindroma metabolik
2.1.1 Defenisi sindroma metabolik
Sindroma metabolik merupakan gangguan metabolik yang berhubungan
dengan peningkatan resiko menderita diabetes melitus tipe 2 dan penyakit
kardiovaskular (Novotny et al, 2014). Gejala klinis umumnya berupa sindroma
resistensi insulin, toleransi glukosa terganggu atau diabetes melitus, dislipidemia,
obesitas sentral, dan hipertensi.
Defenisi sindroma metabolik menurut WHO tahun 1999 adalah diabetes
atau gangguan gula darah puasa atau gangguan toleransi glukosa atau resistensi
insulin, ditambah 2 dari keadaan obesitas, dislipidemia, hipertensi, dan
miroalbuminuria. Defenisi ini dimodifikasi oleh European Group for the Study of
Insulin Resistance (EGIR) dengan tidak mengikutsertakan diabetes sebagai
kriteria sindroma metabolik. Sedangkan menurut National Cholesterol Education
Program Expert Panel on Detection, Evaluation and Treatment of High Blood
Cholesterol in Adults Treatment Panel II (NCEP ATP III) tahun 2001, sindroma
metabolik adalah sekelompok kelainan metabolik baik lipid maupun non lipid
yang memenuhi 3 dari 5 kriteria berikut yaitu obesitas sentral, dislipidemia
aterogenik (peningkatan kadar trigliserida dan penurunan kadar High Density
8
Universitas Sumatera Utara
Lipoprotein), hipertensi dan kelainan kadar gula darah plasma. Defenisi terbaru
menurut The International Diabetes Foundation (IDF) tahun 2005, sindroma
metabolik adalah kumpulan faktor resiko yang terdiri atas diabetes dan
prediabetes, obesitas abdominal, dislipidemia dan hipertensi (Cameron et al, 2004;
Grundy et al, 2005).
2.1.2 Kriteria diagnosa sindroma metabolik
Berdasarkan kriteria WHO, harus terdapat gangguan metabolisme glukosa
atau insulin, gangguan tolereansi glukosa, atau toleransi glukosa normal dengan
resistensi insulin. Diagnosa sindroma metabolik merupakan diabetes tipe 2,
toleransi glukosa terganggu, atau resistensi insulin , ditambah 2 dari 5 komponen
berikut : (1) BMI > 30 kg/m2 atau rasio pinggang-pinggul > 0,9 (pria) atau > 0,85
(wanita); (2) dislipidemia dengan peningkatan trigliserida ≥( 1,7 mmol/L atau ≥
150 mg/dL) dan atau (3) penurunan HDL (pada pria < 0,9 mmol/L atau < 35
mg/dL, pada wanita < 1,0 mmol/L atau < 39 mg/dL ); (4) hipertensi, yang diterapi
atau ≥ 160 mmHg yang tida k diterapi; (5) mikroalbuminuria (kecepatan ekresi
urin rata-rata ≥ 20 µg/min atau rasio albumin/kreatinin ≥ 20 mg/g).
Kriteria sindroma metabolik menurut NCEP memiliki paling sedikit 3 dari
kriteria berikut ini : (1) kadar gula darah puasa 110-125 mg/dL; (2) lingkar
pinggang pada pria > 40 inchi (101 cm) atau pada wanita > 35 inchi (88 cm); (3)
trigliserida ≥ 150mg/dL; (4) HDL < 40 mg/dL pada pria atau < 50mg/dL pada
wanita; (5) tekanan darah > 130/85 mmHg. Kriteria menurut NCEP tidak
9
Universitas Sumatera Utara
menyertakan resistensi insulin, dan mendasarkan pada pengukuran kadar gula
darah puasa.
Tabel 2.1. Kriteria diagnosa dan defenisi sindroma metabolik
NCEP ATP III
WHO
AACE
Kadar gula darah
puasa 110-125 mg/dL
Diabetes tipe 2, toleransi
glukosa terganggu, atau
resistensi insulin
Kadar gula darah puasa
110-125 mg/dL atau 2
jam setelah 75 gr glucose
challange > 140 mg/dL
Lingkar pinggang >
40 inchi (pria), atau
35 inchi (wanita)
BMI > 30 kg/m2 atau rasio
pinggang-pinggul > 0,9
(pria) atau > 0,85 (wanita)
BMI > 25 kg/m2 atau
lingkar pinggang > 40
inchi (pria) atau > 30 inchi
(wanita)
150
Dislipidemia : trigliserida ≥
150 mg/dL
Trigliserida ≥ 150 mg/dL
HDL < 40 mg/dL
(pria), atau < 50
mg/dL (wanita)
HDL < 35 mg/dL (pria),
atau < 39 mg/dL (wanita)
HDL < 40 mg/dL (pria),
atau < 50 mg/dL (wanita)
≥
Hipertensi
:
dalam
pengobatan atau tidak
diterapi tekanan darah ≥
160/90 mmHg
Tekanan darah ≥ 130/85
mmHg
Trigliserida
mg/dL
≥
Tekanan darah
130/85 mmHg
Mikroalbuminuria
µg/menit
≥
20
(Sumber : American Heart Journal. 2005;149:35)
Faktor resiko sindroma metabolik menurut American College of
Endocrinology/ American Association of Clinical Endocrinology (ACE/AACE)
berupa gejala klinis sebagai berikut : (1) toleransi glukosa terganggu dengan kadar
gula darah puasa 110-125 mg/dL atau 2 jam setelah 75 gr glucose challange > 140
mg/dL; (2) overweight atau obesitas berupa obesitas abdominal dengan BMI > 25
kg/m2 atau lingkar pinggang > 40 inchi (pria) atau > 30 inchi (wanita); (3)
10
Universitas Sumatera Utara
trigliserida yang tinggi ≥ 50 mg/dL, HDL yang rendah < 40 mg/dL (pria), atau <
50 (wanita), tekanan darah yang tinggi atau moderate ≥ 130/85 mmHg.
2.2
Dislipidemia
2.2.1 Defenisi dislipidemia
Dislipidemia pada sindroma metabolik dicirikan dengan peningkatan
trigliserida, peningkatan VLDL dan penurunan HDL. Trias ini merupakan fenotif
lipoprotein atherogenik. Pada Copenhagen Male Study, penelitian prospektif
kardiovaskular pada 5249 pria dengan kombinasi trigliserida yang tinggi dan HDL
yang rendah, dan dibandingkan dengan konsentrasi LDL sebagai faktor resiko
penyakit jantung iskemik. Diperoleh hasil 11,4% dengan trigliserida tinggi dan
LDL rendah; 8,2% dengan LDL tinggi; 17,5% dengan trigliserida tinggi, HDL
rendah, dan LDL tinggi. Hal ini menunjukkan bahwa dislipidemia pada sindroma
metabolik adalah merupakan faktor resiko penyakit jantung koroner (Miranda et
al, 2005).
2.2.2 Patofisiologi dislipidemia
Adiposit melepaskan asam lemak bebas ke sirkulasi darah yang akan
membawa ke hati dan otot. Di hati, asam lebak bebas dalam jumlah terbatas
dioksidasi, dan sebagian besar direesterifikasi membentuk trigliserida. Oleh
karenanya, asam lemak bebas dan trigliserida dibawa ke hati secara menetap. Jika
proses ini terjadi berlebihan, maka hati akan menimbun trigliserida, suatu kondisi
yang dikenal sebagai steatosis, atau lebih dikenal sebagai perlemakan hati (fatty
11
Universitas Sumatera Utara
liver). Trigliserida juga dapat bertimbun di sel otot karena oksidasi yang tidak
sempurna atau karena asam lemak yang berlebihan dibawa ke otot.
Gambar 2.1. Resistensi insulin dan dislipidemia (Sumber : American Heart
Journal. 2005;149:41)
Dengan adanya resistensi insulin, lipolisis di adiposit bertambah,
konsentrasi asam lemak bebas di plasma bertambah, dan banyak asam lemak
bebas yang dibawa ke hati dan otot. Pada saat yang bersamaan, terjadi lipogenesis
di hati oleh insulin. Peningkatan konsentrasi glukosa juga dapat meningkatkan
sintesis trigliserida di hati dengan adanya rangka karbon untuk membentuk
gliserol. Perubahan ini meningkatkan produksi VLDL oleh hati. Trigliserida dan
apolipoprotein B (ApoB) yang berlebihan akan memasuki sirkulasi darah ketika
produksi VLDL ditingkatkan.
VLDL-trigliserida ditukar dengan ester kolesterol di HDL oleh Cholesteryl
Ester Transfer Protein (CETP). Setelah VLDL trigliserida dihidrolisis oleh LPL,
kebanyakan dari ester kolesterol yang dibawa ke VLDL ini dikembalikan ke hati
dalam bentuk partikel remnant. Adanya remnant dari ester kolesterol inilah yang
12
Universitas Sumatera Utara
akan berakhir di dinding arteri, yang dikenal dengan efek proatherogenik. VLDL
remnant yang dilipolisis oleh LPL ini akan menjadi LDL dengan densitas yang
lebih kecil.
Akibat yang lain dari aktifitas CETP pada sindroma metabolik berhubungan
dengan HDL dan LDL kaya trigliserida. Ketika kaya akan trigliserida, kedua
lipoprotein ini akan dilipolisis oleh lipase hati. Setelah lipolisis, HDL dan LDL
akan mengecil. HDL yang dilipolisis akan dihilangkan dengan cepat di sirkulasi
darah, akibatnya terjadi pengurangan kadar kolesterol HDL dan apolipoprotein A1
(ApoA1). HDL dan ApoA1 merupakan anti atherogenik dengan cara mengangkut
kembali kolesterol dan kemungkinan juga melalui mekanisme antioksidan.
Adanya gangguan metabolik yang dimulai dengan peningkatan VLDL-trigliserida
akan mengakibatkan bekurangnya HDL.
LDL-trigliserida akan dilipolisis menjadi lebih kecil. Walaupun semua LDL
merupakan atherogenik, LDL dengan densitas lebih kecil lebih atherogenik.
Untuk setiap LDL yang diberikan, LDL densitas yang kecil akan menyertakan
sejumlah besar partikel dan juga ApoB. Bertambahnya asam lemak bebas yang
dilepaskan dari adiposit, dan meningkatnya sintesis trigliserida di hati merupakan
tahapan penting dalam pembentukan lipid yang abnormal dalam sindroma
metabolik.
Beberapa penelitian terbaru saat ini menitikberatkan pada HDL dan
pengangkutan kembali kolesterol dari jaringan. “Nascent HDL” atau pre-β-HDL
merupakan ApoA1 yang sedikit lipid/susunan fosfolipid, yang disekresikan oleh
13
Universitas Sumatera Utara
hati, tetapi dapat juga terbentuk di jaringan perifer dari HDL sferis. Jaringan
perifer membawa kolesterol ke “nascent” HDL melalui ATP-binding cassette-A1
(ABC-A1) transport membran. Kolesterol diesterifikasi oleh lecithin-cholesterol
acyltransferase, yang membantu pembentukan HDL sferis matur. Ester kolesterol
pentransfer protein kemudian berfungsi untuk mentransfer ester kolesterol dari
HDL ke VLDL dan LDL, yang kemudian menfasilitasi pengangkutan kembali ke
hati (Miranda et al, 2005).
2.2.3 Metabolisme asam lemak bebas (Free fatty acid)
Dalam perannya menstimulasi pengambilan glukosa dari sel perifer, insulin
menghalangi asam lemak bebas dilepaskan dari adiposit. Manifestasi awal dari
resistensi insulin adalah ketidakmampuan menekan lipolisis di jaringan lemak.
Asam lemak bebas yang berlebihan akan diangkut ke hati dan otot, menghambat
pengambilan glukosa yang distimulasi insulin, yang akan memperparah
hiperglikemia.
Walaupun asam lemak bebas penting peranannya dalam patofisiologi
sindroma metabolik, pengukuran asam lemak bebas masih sukar diinterpretasikan,
walaupun dalam penelitian klinis, karena efek dari diet dan aktivitas. Pada
penelitian resistensi insulin kelompok Eropa, dengan memeriksa asam lemak
bebas dalam 541 subyek yang normoglikemia, ditemukan adanya hubungan yang
bermakna antara konsentrasi asam lemak bebas dengan kadar gula darah puasa,
insulin puasa dan trigliserida puasa (Miranda et al, 2005).
14
Universitas Sumatera Utara
2.3
Lipoprotein
Lipoprotein merupakan kompleks makromolekul berbentuk sferis yang
mengandung lipid dan protein spesifik (apolipoprotein atau apoprotein). Partikel
lipoprotein meliputi kilomikron, lipoprotein berdensitas sangat rendah (VLDL),
lipoprotein berdensitas rendah (LDL), dan lipoprotein berdensitas tinggi (HDL).
Masing-masing partikel ini memiliki perbedaan komposisi lipid, protein, ukuran,
densitasnya dan tempat asalnya.
Gambar 2.2. Ukuran, densitas, dan komposisi lipoprotein (Sumber :
Lippincott’s Illustrated Reviews Biokimia. 2014; edisi 6)
15
Universitas Sumatera Utara
Partikel lipoprotein secara
konstan
saling menukar
lipid
dengan
apolipoprotein, akibatnya apolipoprotein dan kandungan lipid yang aktual pada
setiap kelas partikel ini beravariasi. Fungsi lipoprotein adalah untuk menjaga agar
komponen lipidnya tetap larut saat diangkut di dalam plasma, dan juga untuk
menyediakan mekanisme yang efisien untuk mengangkut kandungan lipidnya ke
(dan dari) jaringan. Pada manusia, sistem pengangkutannya kurang sempurna
dibandingkan pada hewan, dan akibatnya, manusia mengalami penimbunan lipid
secara bertahap (terutama kolesterol) di berbagai jaringan. Keadaan ini dapat
membahayakan jika penimbunan lipid turut serta dalam proses pembentukan plak,
sehingga mempersempit pembuluh darah (aterosklerosis).
Tabel 2.2. Komposisi lipid lipoprotein
CM
VLDL
LDL
HDL
< 0.94
0.94-1.006
1.006-1.063
1.063-1.210
6000-2000
600
250
70-120
Lipid total (wt%)
99
91
80
44
Trgliserida
85
55
10
6
Ester kolesterol
3
18
50
40
Kolesterol
2
7
11
7
Fosfolipid
8
20
29
46
Densitas (g/ml)
Diameter (A)
(Sumber : http://lipidlibrary.aocs.org/Lipids/lipoprot/index.htm)
Lipoprotein terdiri atas inti lemak (mengandung
trigliserida, kolesteril
ester) yang dikelilingi oleh rangka apolipoprotein amfipatik, fosfolipid, dan
kolesterol nonesterifikasi. Senyawa amfipatik ini diarahkan sehingga bagian yang
polar akan terpajan dengan permukaan lipoprotein, sehingga membuat partikel ini
16
Universitas Sumatera Utara
larut dalam air. Trigliserida dan kolesterol yang dibawa oleh lipoprotein diperoleh
dari makanan (sumber eksogen) atau sintesis de novo (sumber endogen).
2.4
Apolipoprotein
2.4.1 Golongan apolipoprotein
Apolipoprotein yang terkait dengan partikel lipoprotein memiliki berbagai
fungsi, seperti sebagai pengenal reseptor pada permukaan sel, dan berperan
sebagai aktivator atau koenzim untuk enzim yang terlibat dalam metabolisme
lipoprotein. Apolipoprotein dibagi berdasarkan struktur dan fungsinya menjadi
lima golongan utama, A sampai E, dengan sebagian besar golongan yang
memiliki sub-golongan.
Kilomikron merupakan partikel lipoprotein dengan densitas yang paling
rendah dan berukuran paling besar, dan mengandung persentase lemak lipid
paling tinggi dan persentase protein yang paling kecil. VLDL dan LDL memiliki
rasio protein dan lipid yang lebih tinggi. Partikel HDL adalah partikel yang paling
kecil dan padat.
17
Universitas Sumatera Utara
Tabel 2.3. Apolipoprotein, berat molekul, lipoprotein dan fungsinya
Apoprotein
Berat
Molekul
Lipoprotein
ApoA1
28,100
HDL
Aktivasi
Lechitin
cholesterol
acyltransferase (LCAT), struktural protein
utama
ApoA2
17,400
HDL
Meningkatkan aktivitas hepatic lipase
ApoA4
46,000
CM
ApoA5
39,000
HDL
Meningkatkan pengambilan trigliserida
ApoB48
241,000
CM
Terdiri dari
reseptor LDL
ApoB100
512,000
LDL, VLDL
Mengikat LDL reseptor
ApoC1
7,600
VLDL, CM
Mengaktifkan LCAT
ApoC2
8,900
VLDL, CM
Mengaktifkan lipoprotein lipase
ApoC3
8,700
VLDL, CM
Menghambat lipoprotein lipase
ApoD
33,000
HDL
Berhubungan dengan
dengan progesteron
LCAT,
terikat
ApoE
34,000
HDL
Sedikitnya 3
reseptor LDL
terikat
dengan
Apo(a)
300,000800,000
LDL, Lp(a)
Dihubungkan oleh ikatan disulfida, dan
sama dengan plasminogen
ApoH, J, L
Apo M
Fungsi
ApoB100,
bentuk,
mengurangi
Belum diketahui
HDL
Mengangkut spingosin-1 fosfat
(Sumber : http://lipidlibrary.aocs.org/Lipids/lipoprot/index.htm)
2.4.2 Metabolisme apolipoprotein
Dalam pembentukan apolipoprotein dan lipid menjadi kilomikron (CM),
diperlukan protein transfer trigliserida yang mengandung ApoB48 dengan lipid.
Proses ini terjadi sebelum transisi dari retikulum endoplasma ke badan golgi,
tempat partikel ini dikemas di dalam vesikel sekretorik. Partikel ini akan bersatu
18
Universitas Sumatera Utara
dengan membran plasma, melepaskan lipoprotein, dan kemudian akan masuk ke
dalam sistem limfatik, dan akhirnya ke dalam darah.
Partikel yang dilepaskan oleh sel mukosa usus disebut kilomikron yang
nascent, karena fungsinya masih belum sempurna. Ketika mencapai plasma,
partikel ini akan cepat mengalami modifikasi, menerima apolipoprotein E (yang
dikenali oleh reseptor hepatik) dan apolipoprotein C (ApoC). Sumber
apolipoprotein ini adalah HDL yang bersirkulasi. ApoC meliputi Apolipoprotein
C2 (ApoC2) yang diperlukan untuk aktivasi LPL, yaitu enzim yang mendegradasi
trigliserida yang terkandung dalam kilomikron dan VLDL serta terutama penting
pada metabolisme HDL. LPL yang diaktivasi oleh ApoC2 pada partikel
lipoprotein yang bersirkulasi, akan menghidrolisis trigliserida yang terkandung di
dalam partikel ini untuk menghasilkan asam lemak dan gliserol. ApoA5 juga
mengaktivitasi LPL untuk meregulasi trigliserida. ApoA5 dihubungkan dengan
kilomikron, VLDL, HDL, tetapi tidak dengan LDL. Distribusi ApoA5 di
lipoprotein sama dengan ApoC3, yang diperkirakan menghambat kerja dari LPL.
Walaupun kerja ApoA5 dan ApoC3 berlawanan, mereka bekerja secara terpisah
dalam mengatur kadar trigliserida (Garelnabi et al, 2013).
Asam lemak kemudian disimpan (oleh adiposa) atau digunakan untuk energi
(oleh otot). Jika asam lemak tidak segera diambil oleh sel, asam lemak rantai
panjang akan diangkut oleh albumin serum sampai proses pengambilannya benarbenar terjadi. Gliserol digunakan oleh hati, misalnya untuk sintesis lipid,
glikolisis, atau glukoneogenesis.
19
Universitas Sumatera Utara
Pada saat kilomikron bersirkulasi dan lebih dari sembilan puluh persen
trigliserida di dalam intinya didegradasi oleh LPL, ukuran partikel akan berkurang
dan densitasnya meningkat. Selain itu, ApoC (bukan apo E) akan dikembalikan ke
HDL. Partikel yang tersisa, yang disebut “sisa (remnant)” yang dengan cepat akan
dibuang dari sirkulasi oleh hati dengan membran sel yang mengandung reseptor
lipoprotein yang mengenali apo E.
Gambar 2.3. Metabolisme kilomikron dan VLDL (Sumber : Lehninger’s
Principles of Biochemistry. 2004; edisi 4)
Sisa kilomikron akan berikatan pada reseptor ini dan diambil oleh hepatosit
melalui endositosis. Vesikel yang diendositosis kemudian bersatu dengan lisosom,
dan apolipoprotein kolesteril ester, dan senyawa sisa lainnya akan didegradasi
melalui hidrolisis, sehingga melepaskan asam amino, kolesterol bebas dan asam
lemak. Reseptor ini kemudian didaur ulang.
VLDL dihasilkan di hati dan terutama terdiri atas trigliserida endogen
(sekitar 60%). Fungsinya adalah untuk mengangkut trigliserida dari hati ke
20
Universitas Sumatera Utara
jaringan perifer. Di jaringan perifer, trigliserida didegradasi oleh LPL. VLDL
disekresi langsung ke dalam darah oleh hati sebagai partikel VLDL yang baru
dibentuk (nascent) yang mengandung ApoB100. VLDL harus mengandung
ApoC2 dan ApoE dari HDL yang bersirkulasi. Seperti kilomikron, ApoC2
diperlukan untuk aktivasi LPL. Selama VLDL berada di dalam sirkulasi,
trigliserida akan didegradasi oleh LPL sehingga menyebabkan ukuran VLDL
menjadi berkurang dan menjadi lebih padat. Komponen di permukaan, termasuk
apolipoprotein C dan E, kembali ke HDL, tetapi partikel menahan ApoB100.
Akhirnya, beberapa triasilgiserol akan dipindahkan dari VLDL ke HDL
bersamaan dengan transfer kolesteril ester dari HDL ke VLDL. Pertukaran ini
dilakukan melalui Cholesteryl Ester Transport Protein (CETP). Dengan
modifikasi ini, VLDL diubah menjadi LDL di dalam plasma. Partikel yang
berukuran sedang, yakni lipoprotein berdensitas sedang (IDL, intermediatedensity-lipoproteins) atau sisa VLDL, ditemukan selama proses transisi ini. IDL
juga dapat diambil oleh sel melalui endositosis. Terdapat tiga bentuk isomer
ApoE, yaitu E2 (paling jarang), E3 (paling sering), dan E4.
Partikel LDL mengandung lebih sedikit trigliserida bila dibandingkan
dengan pendahulunya (VLDL), dan memiliki konsentrasi kolesterol dan kolesteril
ester yang tinggi. Fungsi utama partikel LDL adalah menyediakan kolesterol
untuk jaringan perifer (atau mengembalikannya ke hati). Hal ini dapat dilakukan
dengan cara berikatan pada reseptor LDL di permukaan membran sel yang
mengenali ApoB100 (tetapi bukan ApoB48). Karena reseptor LDL juga berikatan
dengan apo E, reseptor ini juga dikenal sebagai reseptor ApoB100/Apo E.
21
Universitas Sumatera Utara
Mekanisme endositosis yang serupa dengan yang diperantarai oleh reseptor,
digunakan dalam pengambilan dan degradasi selular sisa kilomikron dan IDL di
hati.
Reseptor LDL merupakan glikoprotein bermuatan negatif yang berkumpul
di cekungan membran sel. Sisi cekungan dibagian dalam sel diselubungi dengan
protein klatrin, yang menstabilkan bentuk cekungan. Setelah berikatan, kompleks
reseptor-LDL diendositosis. Vesikel yang mengandung LDL dengan cepat
kehilangan selubung klatrinnya dan bersatu dengan vesikel lain yang sama untuk
membentuk vesikel yang lebih besar yang disebut dengan endosom. LDL terpisah
dari reseptornya. Reseptor kemudian bermigrasi ke salah satu sisi endosom,
sementara LDL tetap bebas di dalam lumen vesikel yang disebut dengan CURL
(Compartment for Uncoupling of Receptors and Ligand).
Reseptor dapat didaur ulang, sementara sisa lipoprotein di dalam vesikel
akan dipindahkan ke lisosom dan didegradasi oleh asam hidrolase lisosom, yang
melepaskan kolesterol bebas, asam amino, asam lemak, dan fosfolipid. Senyawa
ini dapat digunakan kembali oleh sel.
22
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.4. Pengambilan ulang dan degradasi LDL dalam sel (Sumber :
Lippincott’s Illustrated Reviews Biokimia. 2014; edisi 6)
Kolesterol yang berasal dari sisi kilomikron, IDL, dan LDL akan
mempengaruhi kandungan kolesterol selular melalui beberapa cara. Pertama,
HMG-KoA reduktase dihambat oleh kadar kolesterol yang tinggi, sehingga
sintesis kolesterol de novo menurun. Kedua, sintesis protein reseptor LDL yang
baru akan berkurang akibat penurunan ekspresi gen reseptor LDL sehingga
membatasi masuknya LDL kolesterol selanjutnya ke dalam sel. Pengaturan gen
reseptor LDL melibatkan unsur SRE dan SREBP-2 yang terlibat dalam regulasi
gen HMG KoA reduktase. Keadaan ini memungkinkan pengaturan ekspresi
protein yang terkoordinasi. Ketiga, jika kolesterol tidak dibutuhkan segera untuk
23
Universitas Sumatera Utara
tujuan sinesis atau struktural, kolesterol akan diesterifikasi oleh Acyl CoA
Cholesterol Acyltransferase (ACAT). ACAT akan memindahkan asam lemak dari
derivat lemak asil KoA menjadi kolesterol sehingga menghasilkan kolesteril ester
yang dapat disimpan di dalam sel. Aktivitas ACAT diperkuat dengan adanya
peningkatan kolesterol di dalam sel.
Gambar 2.5. Metabolisme HDL dan kolesterol (Sumber : Lehninger’s
Principles of Biochemistry. 2004; edisi 4)
HDL terdiri dari kelompok lipoprotein heterogen dengan proses
metabolisme yang kompleks dan sampai sekarang belum sepenuhnya dipahami.
Partikel HDL terbentuk dalam darah dengan penambahan lipid untuk ApoA1,
sebuah apolipoprotein dibuat oleh hati dan usus, dan disekresi ke dalam darah.
ApoA1 menyumbang sekitar 70% dari apolipoprotein di HDL. HDL mempunyai
sejumlah fungsi yang penting, meliputi hal-hal berikut ini:
1.
HDL merupakan tempat penyimpanan apolipoprotein. Partikel HDL
berperan
sebagai
tempat
penampungan
ApoC2
yang
bersirkulasi.
24
Universitas Sumatera Utara
(apolipoprotein yang dipindahkan ke VLDL dan kilomikron yang
diperantarai oleh reseptor).
2.
HDL berperan dalam pengambilan kolesterol yang tidak teresterifikasi.
HDL nascent merupakan partikel berbentuk cakram yang terutama
mengandung fosfolipid (sebagian besar fosfatidilkolin) dan apolipoprotein
A, C, dan E. HDL mengambil kolesterol dari jaringan nonhepatik (jaringan
perifer) dan mengembalikannya kepada hati sebagai kolesteril ester. Partikel
HDL adalah akseptor yang sangat baik untuk kolesterol yang tidak
teresterifikasi.
3.
HDL berperan dalam esterifikasi kolesterol. Pada saat kolesterol diambil
oleh HDL, kolesterol akan segera diesterifikasi oleh enzim plasma lesitin
kolesterol asiltransferase (LCAT, yang juga dikenal sebagai PCAT, dengan
“P” merupakan singkatan dari fosfatidilkolin yang merupakan sumber asam
lemak) di dalam plasma. Enzim ini disintesis dan disekresi oleh hati. LCAT
akan berikatan dengan HDL nascent, dan diaktivasi oleh apoA1. LCAT
akan memindahkan asam lemak dari karbon 2 fosfatidilkolin ke kolesterol.
Proses ini menghasilkan kolesteril ester hidrofobik, yang akan mengalami
sekuestrasi di dalam inti HDL, dan lisofosfatidilkolin, yang berikatan
dengan albumin. Ketika HDL nascent yang berbentuk cakram (diskoid) itu
menimbun kolesteril ester, maka pertama-tama molekul HDL akan berubah
bentuk menjadi bundar (sferis) yaitu HDL 3 yang miskin kolesteril ester dan
akhirnya partikel HDL 2 yang kaya akan kolesteril ester dan membawa
senyawa ester ini ke hati. CETP akan menggerakkan sebagian kolesteril
25
Universitas Sumatera Utara
ester dari HDL ke VLDL untuk ditukar dengan trigliserida sehingga
mengurangi inhibisi produk LCAT. Karena VLDL dikatabolisir menjadi
LDL, maka kolesteril ester yang ditukarkan dengan trigliserida pada
akhirnya akan diambil oleh hati.
4.
HDL berperan dalam pembalikan transpor kolesterol: Proses pemindahan
kolesterol yang selektif dari sel perifer ke HDL, dan dari HDL ke hati untuk
sintesis asam empedu atau pembuangan melalui empedu, dan ke sel
steroidogenik untuk mensintesis hormon, merupakan komponen kunci
homeostatis kolesterol. Hal ini, sebagiannya, merupakan dasar untuk
hubungan kebalikan antara kadar HDL plasma dan aterosklerosis, dan untuk
menggambarkan
HDL
sebagai
pembawa
kolesterol
“yang
baik”.
Pembalikan transpor kolesterol melibatkan pengeluaran kolesterol dari sel
perifer ke HDL, esterifikasi kolesterol oleh LCAT, pengikatan kolesteril
ester yang kaya HDL (HDL2) ke hati dan sel steroidogenik, pemindahan
selektif kolesteril ester ke dalam sel, dan pelepasan HDL (HDL3) yang
menghabiskan lipid (HDL3). Efluks (aliran keluar) kolesterol dari sel perifer
diperantarai (dapat) sebagian, oleh protein pembawa. Pengambilan kolesteril
ester oleh hati diperantarai oleh reseptor permukaan sel yaitu SR-B1
(scavenger receptor class B type 1) yang mengikat HDL. Partikel HDL
sendiri tidak diambil, sebaliknya akan terdapat pengambilan kolesteril ester
yang
selektif
dari
partikel
HDL.
Enzim
lipase
hepatik
dengan
kemampuannya untuk menguraikan trigliserida dan fosfolipid, juga turut
serta dalam proses konversi HDL2 menjadi HDL3.
26
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.6. Lipoprotein dan pengangkutan lipid (Sumber : Lehninger’s
Principles of Biochemistry. 2004; edisi 4)
2.4.3 Apolipoprotein A5
Apolipoprotein A5 merupakan apolipoprotein yang ditemukan oleh
Pennacchio et al (2001), dan Van der Vliet et al, sebagai klaster gen yang baru
selain ApoA1/ApoC3/ApoA4 di kromosom 11q23. Apolipoprotein ini merupakan
protein yang baru kelas apolipoprotein A. ApoAV atau ApoA5 merupakan protein
yang diskresikan di hepar dan terdapat di dalam serum manusia, dan digabungkan
dengan partikel lipoprotein yang spesifik (Garelnabi et al, 2013; Li et al, 2010).
ApoA5 dideteksi di VLDL, HDL dan kilomokron. Kadar serum ApoA5 di plasma
darah lebih rendah dibandingkan apolipoprotein lainnya.
27
Universitas Sumatera Utara
Gen ApoA5 terletak di 11q23 kromosom manusia, (Li et al, 2010) memiliki
4 ekson yang mengkode 366 asam amino, berdekatan dengan klaster gen
ApoA1/C3/A4 (Song et al, 2013). Ekspresi ApoA5 diregulasi oleh peroxisome
proliferator-activated receptor-α (PPAR-α), retinoic acid receptor –related
orphan receptor-α (ROR-V) -1, 4 dan liver receptor ligands (LXR) yang akan
mengaktifkan faktor transkripsi (Maasz et al, 2007).
Sejak ditemukan ApoA5, dinyatakan bahwa ApoA5 sebagai kunci dalam
pengaturan trigliserida (Garelnabi et al, 2013). Penelitian yang telah dilakukan
sebelumnya menunjukkan bahwa gen ApoA5 lebih sering dihubungkan dengan
trigliserida (Zaki et al, 2013). Telah diteliti bahwa ApoA5 transgenik manusia ke
tikus telah menurunkan trigliserida dan pengambilan gen ApoA5 pada tikus telah
meningkatkan kadar trigliserida (Li et al, 2010). Adenovirus-mediated yang
mengekspresikan banyak ApoA5 dihubungkan dengan penurunan kadar
trigliserida. Van der Vliet dan tim kerjanya menunjukkan bahwa tikus dengan
ekspresi yang lebih dari ApoA5 adenoviral menunjukkan adanya pengurangan
kadar trigliserida sebanyak 70% ketika dibandingkan dengan tikus liar. Penurunan
kadar trigliserida ini dilengkapi dengan penurunan trigliserida di VLDL. Hasil ini
mengindikasikan dengan kuat adanya hubungan terbalik antara ApoA5 dan kadar
trigliserida, dan karenanya adanya kekurangan dari fungsi ApoA5 merupakan
faktor resiko hipertrigliseridemia (Garelnabi et al, 2013).
ApoA5 memiliki efek awal terhadap trigliserida dengan memodulasi
aktivitas lipoprotein lipase (LPL). ApoA5 dihubungkan dengan kilomikron,
28
Universitas Sumatera Utara
VLDL, HDL, tetapi tidak dengan LDL. Distribusi ApoA5 di lipoprotein sama
dengan ApoC3, yang diperkirakan menghambat kerja dari LPL. Walaupun kerja
ApoA5 dan ApoC3 berlawanan, mereka bekerja secara terpisah dalam mengatur
kadar trigliserida (Garelnabi et al, 2013).
Saat ini telah dikenal setidaknya 36 single-nucleotide polymorphism (SNPs)
gen ApoA5. Minor alel beberapa SNPs di lokus gen ApoA5 manusia telah
dinyatakan berhubungan secara signifikan dengan kadar trigliserida pada beberapa
populasi, walaupun hasilnya tidak selalu konsisten pada beberapa etnis (Li et al,
2010). Polimorfisme -1131T>C gen ApoA5 telah diteliti pada populasi yang
berbeda, dengan adanya efek terhadap kadar trigliserida. Alel -1131C telah
ditemukan memiliki hubungan dengan peningkatan trigliserida pada beberapa
populasi etnik dan dengan kondisi penyakit seperti penyakit jantung koroner dan
stroke. Rata-rata peningkatan trigliserida yang dirangsang oleh gen ApoA5 pada
anak-anak Kaukasian lebih rendah daripada anak-anak Asia (Zaki et al, 2013).
2.4.4 Mekanisme kerja apolipoprotein A5 mengatur trigliserida
Sejak dari penemuan ApoA5, para peneliti telah berusaha menelaah
mekanisme molekuler bagaimana ApoA5 mengatur trigliserida. Walaupun
mekanisme kerja ApoA5 masih diperdebatkan, secara umum ada 2 teori yang
menggambarkan bagaimana ApoA5 mengatur trigliserida : (1). ApoA5
meningkatkan katabolisme lipoprotein kaya trigliserida dengan LPL atau (2).
ApoA5 menghambat produksi VLDL. Untuk mendukung teori pertama, Merked
et al menegaskan bahwa reduksi trigliserida adalah hasil dari ApoA5 yang
29
Universitas Sumatera Utara
meningkatkan kerja hidrolisis VLDL dan atau kilomikron oleh LPL. Dalam
penelitian mereka, ditemukan bahwa ApoA5 tidak memiliki efek dalam kecepatan
hidrolisis LPL ketika proteoglikan tidak ada. Ditemukan bahwa meningkatnya
aktifitas LPL akan memperbaiki hipertrigliseridemia kembali ke normal pada
tikus dengan defisiensi ApoA5, dan ekspresi yang berlebih dari ApoA5 hanya
memberikan sedikit efek dalam mengatur kadar trigliserida ketika terjadi
pengurangan LPL.
Teori oleh Weiberg et al (2003), menyatakan bahwa struktur kimia ApoA5
yang menyebabkan ApoA5 dapat mengatur kadar trigliserida. Hal ini disebabkan
karena adanya perubahan kecepatan penggabungan dan sekresi partikel VLDL.
Analisa kimia menunjukkan bahwa ApoA5 memiliki afinitas yang lebih tinggi,
elastisitas yang lebih rendah, dan kinetik ikatan hidrofobik antar permukaan yang
lebih rendah. Hal ini mendukung bahwa ApoA5 dapat menekan produksi VLDL.
30
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.7. Peranan Apolipoprotein A5 dalam pengaturan trigliserida
(Sumber : Clinical Biochemistry.2013;46:12)
Pada penelitian yang lain oleh Schaap et al (2004), muncul penemuan yang
mendukung kedua teori sebelumnya. Tikus yang mendapat perlakuan transfer gen
murin ApoA5 (Ad-ApoA5) melalui adenovirus menunjukkan reduksi dosis yang
tergantung kecepatan produksi VLDL-trigliserida sebesar 29-37% tetapi tidak
mempengaruhi penggabungan VLDL. Selain itu juga ditemukan penurunan dosis
trigliserida sebesar 68-88% setelah pemberian lemak pada Ad-ApoA5 tikus yang
mendapat perlakuan menunjukkan indikasi adanya stimulasi LPL oleh ApoA5
untuk menghilangkan lipoprotein kaya trigliserida. Terlebih lagi, tikus yang
mendapat perlakuan Ad-ApoA5 dapat menghilangkan dengan cepat emulsi VLDL
kaya dengan yang mirip trigliserida, yang dimasukkan secara intravena, dengan
peningkatan pengambilan trigliserida derivat asam lemak. Semua ini mendukung
31
Universitas Sumatera Utara
reduksi ApoA5 terhadap trigliserida dengan menghambat produksi VLDL dan
stimulasi LPL yang diperantarai katabolisme lipoprotein.
2.4.5 Polimorfisme apolipoprotein A5
Variasi gen ApoA5 telah dilaporkan mempengaruhi parameter lipid.
Sejumlah polimorfisme gen ApoA5 dinyatakan memiliki peranan dalam
predisposisi hiperlipidemia (Zaki et al, 2013). Single nucleotide polymorphisms
(SNPs) merupakan tipe variasi genetik yang paling umum. Hal ini merupakan
sekuens DNA nukleotida tunggal yang berbeda antar spesies makhluk hidup atau
pada pasangan kromosom suatu individu. Polimorfisme ApoA5 -1131T>C
(rs662799) merupakan salah satu bentuk SNPs ApoA5 yang terletak pada area
promotor.
Lokus ApoA1/ApoC3/ApoA4/ApoA5 merupakan lokus yang paling sering
diteliti oleh genome-wide association studies (GWAS). Lokus tersebut
berhubungan dengan kadar trigliserida, HDL, dan kolesterol total. Ada 3 haplotipe
yang paling sering dihubungkan dengan gen ApoA5, yaitu APOA5*1, ApoA5*2,
dan ApoA5*3. Termasuk di dalamnya 5 tipe SNPs ApoA5 yang lain, yaitu 1131T>C, c.-3A>G, c.56C>G (S19W), IVS3+476G>A, dan c.1259T>C.
ApoA5*1 mewakili haplotipe alel yang sering dari kelima SNPs. Haploptipe
kedua yaitu ApoA5*2, terdiri dari SNP alel yang sering (56C>G) dan 4 alel yang
jarang (-1131T>C, -3A>G, IVS +476G>A, dan 1259TC). ApoA5*3 merupakan
bentuk kebalikan dari ApoA5*2 yaitu SNP 56C>G sebagai alel yang jarang dan
keempat alel lain (-1131T>C, -3A>G, IVS +476G>A, dan 1259TC) sebagai alel
32
Universitas Sumatera Utara
yang sering ditemui. Frekuensi haplotipe ini pada populasi Kaukasian sebanyak
69% untuk ApoA5*1 dan 4% untuk ApoA5*2 dan ApoA5*3. Kepentingan klinis
dan hubungan SNP, ApoA5*2 dan ApoA5*3 dengan metabolisme trigliserida,
yaitu bahwa kedua alel yang jarang tersebut dinyatakan menaikkan kadar
trigliserida. Perubahan dalam basa nukleotida terbukti menghasilkan perubahan
dalam sekuens asam amino ApoA5 yang akhirnya akan mengarah pada modifikasi
morfologi. Polimorfisme ApoA5 -1131T>C terletak pada area promotor yaitu
sebelum promotor proksimal dan mempengaruhi transkripsi protein ApoA5
(Talmud et al, 2002). Hal ini akan mengurangi kecepatan translasi mRNA ApoA5,
dan mengakibatkan penurunan kadar ApoA5 dalam plasma, yang pada akhirnya
akan menyebabkan peningkatan kadar trigliserida (Zhao et al, 2010). Sehingga
dinyatakan bahwa polimorfisme ApoA5 -1131T>C menyebabkan disfungsi atau
pengurangan aktivitas protein ApoA5, sehingga fungsi dari produk ApoA5 akhir
berubah, terjadi peningkatan kadar trigliserida (Garelnabi et al, 2013).
33
Universitas Sumatera Utara
2.5
Kerangka Teori
Sindroma Metabolik
Kadar
Gula
Darah↑
TD systole ↑
Trigliserida↑
TD diastole ↑
HDL
kolesterol ↓
Obesitas
sentral
Katabolisme
lipoprotein oleh LPL ↓
Fungsi Apolipoprotein A5 ↓
Produksi VLDL ↑
IVS +476G>A
Polimorfisme
-3A>G
-1131 T>C
1259TC
56C>G
Gambar 2.8. Kerangka Teori
34
Universitas Sumatera Utara
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Sindroma metabolik
2.1.1 Defenisi sindroma metabolik
Sindroma metabolik merupakan gangguan metabolik yang berhubungan
dengan peningkatan resiko menderita diabetes melitus tipe 2 dan penyakit
kardiovaskular (Novotny et al, 2014). Gejala klinis umumnya berupa sindroma
resistensi insulin, toleransi glukosa terganggu atau diabetes melitus, dislipidemia,
obesitas sentral, dan hipertensi.
Defenisi sindroma metabolik menurut WHO tahun 1999 adalah diabetes
atau gangguan gula darah puasa atau gangguan toleransi glukosa atau resistensi
insulin, ditambah 2 dari keadaan obesitas, dislipidemia, hipertensi, dan
miroalbuminuria. Defenisi ini dimodifikasi oleh European Group for the Study of
Insulin Resistance (EGIR) dengan tidak mengikutsertakan diabetes sebagai
kriteria sindroma metabolik. Sedangkan menurut National Cholesterol Education
Program Expert Panel on Detection, Evaluation and Treatment of High Blood
Cholesterol in Adults Treatment Panel II (NCEP ATP III) tahun 2001, sindroma
metabolik adalah sekelompok kelainan metabolik baik lipid maupun non lipid
yang memenuhi 3 dari 5 kriteria berikut yaitu obesitas sentral, dislipidemia
aterogenik (peningkatan kadar trigliserida dan penurunan kadar High Density
8
Universitas Sumatera Utara
Lipoprotein), hipertensi dan kelainan kadar gula darah plasma. Defenisi terbaru
menurut The International Diabetes Foundation (IDF) tahun 2005, sindroma
metabolik adalah kumpulan faktor resiko yang terdiri atas diabetes dan
prediabetes, obesitas abdominal, dislipidemia dan hipertensi (Cameron et al, 2004;
Grundy et al, 2005).
2.1.2 Kriteria diagnosa sindroma metabolik
Berdasarkan kriteria WHO, harus terdapat gangguan metabolisme glukosa
atau insulin, gangguan tolereansi glukosa, atau toleransi glukosa normal dengan
resistensi insulin. Diagnosa sindroma metabolik merupakan diabetes tipe 2,
toleransi glukosa terganggu, atau resistensi insulin , ditambah 2 dari 5 komponen
berikut : (1) BMI > 30 kg/m2 atau rasio pinggang-pinggul > 0,9 (pria) atau > 0,85
(wanita); (2) dislipidemia dengan peningkatan trigliserida ≥( 1,7 mmol/L atau ≥
150 mg/dL) dan atau (3) penurunan HDL (pada pria < 0,9 mmol/L atau < 35
mg/dL, pada wanita < 1,0 mmol/L atau < 39 mg/dL ); (4) hipertensi, yang diterapi
atau ≥ 160 mmHg yang tida k diterapi; (5) mikroalbuminuria (kecepatan ekresi
urin rata-rata ≥ 20 µg/min atau rasio albumin/kreatinin ≥ 20 mg/g).
Kriteria sindroma metabolik menurut NCEP memiliki paling sedikit 3 dari
kriteria berikut ini : (1) kadar gula darah puasa 110-125 mg/dL; (2) lingkar
pinggang pada pria > 40 inchi (101 cm) atau pada wanita > 35 inchi (88 cm); (3)
trigliserida ≥ 150mg/dL; (4) HDL < 40 mg/dL pada pria atau < 50mg/dL pada
wanita; (5) tekanan darah > 130/85 mmHg. Kriteria menurut NCEP tidak
9
Universitas Sumatera Utara
menyertakan resistensi insulin, dan mendasarkan pada pengukuran kadar gula
darah puasa.
Tabel 2.1. Kriteria diagnosa dan defenisi sindroma metabolik
NCEP ATP III
WHO
AACE
Kadar gula darah
puasa 110-125 mg/dL
Diabetes tipe 2, toleransi
glukosa terganggu, atau
resistensi insulin
Kadar gula darah puasa
110-125 mg/dL atau 2
jam setelah 75 gr glucose
challange > 140 mg/dL
Lingkar pinggang >
40 inchi (pria), atau
35 inchi (wanita)
BMI > 30 kg/m2 atau rasio
pinggang-pinggul > 0,9
(pria) atau > 0,85 (wanita)
BMI > 25 kg/m2 atau
lingkar pinggang > 40
inchi (pria) atau > 30 inchi
(wanita)
150
Dislipidemia : trigliserida ≥
150 mg/dL
Trigliserida ≥ 150 mg/dL
HDL < 40 mg/dL
(pria), atau < 50
mg/dL (wanita)
HDL < 35 mg/dL (pria),
atau < 39 mg/dL (wanita)
HDL < 40 mg/dL (pria),
atau < 50 mg/dL (wanita)
≥
Hipertensi
:
dalam
pengobatan atau tidak
diterapi tekanan darah ≥
160/90 mmHg
Tekanan darah ≥ 130/85
mmHg
Trigliserida
mg/dL
≥
Tekanan darah
130/85 mmHg
Mikroalbuminuria
µg/menit
≥
20
(Sumber : American Heart Journal. 2005;149:35)
Faktor resiko sindroma metabolik menurut American College of
Endocrinology/ American Association of Clinical Endocrinology (ACE/AACE)
berupa gejala klinis sebagai berikut : (1) toleransi glukosa terganggu dengan kadar
gula darah puasa 110-125 mg/dL atau 2 jam setelah 75 gr glucose challange > 140
mg/dL; (2) overweight atau obesitas berupa obesitas abdominal dengan BMI > 25
kg/m2 atau lingkar pinggang > 40 inchi (pria) atau > 30 inchi (wanita); (3)
10
Universitas Sumatera Utara
trigliserida yang tinggi ≥ 50 mg/dL, HDL yang rendah < 40 mg/dL (pria), atau <
50 (wanita), tekanan darah yang tinggi atau moderate ≥ 130/85 mmHg.
2.2
Dislipidemia
2.2.1 Defenisi dislipidemia
Dislipidemia pada sindroma metabolik dicirikan dengan peningkatan
trigliserida, peningkatan VLDL dan penurunan HDL. Trias ini merupakan fenotif
lipoprotein atherogenik. Pada Copenhagen Male Study, penelitian prospektif
kardiovaskular pada 5249 pria dengan kombinasi trigliserida yang tinggi dan HDL
yang rendah, dan dibandingkan dengan konsentrasi LDL sebagai faktor resiko
penyakit jantung iskemik. Diperoleh hasil 11,4% dengan trigliserida tinggi dan
LDL rendah; 8,2% dengan LDL tinggi; 17,5% dengan trigliserida tinggi, HDL
rendah, dan LDL tinggi. Hal ini menunjukkan bahwa dislipidemia pada sindroma
metabolik adalah merupakan faktor resiko penyakit jantung koroner (Miranda et
al, 2005).
2.2.2 Patofisiologi dislipidemia
Adiposit melepaskan asam lemak bebas ke sirkulasi darah yang akan
membawa ke hati dan otot. Di hati, asam lebak bebas dalam jumlah terbatas
dioksidasi, dan sebagian besar direesterifikasi membentuk trigliserida. Oleh
karenanya, asam lemak bebas dan trigliserida dibawa ke hati secara menetap. Jika
proses ini terjadi berlebihan, maka hati akan menimbun trigliserida, suatu kondisi
yang dikenal sebagai steatosis, atau lebih dikenal sebagai perlemakan hati (fatty
11
Universitas Sumatera Utara
liver). Trigliserida juga dapat bertimbun di sel otot karena oksidasi yang tidak
sempurna atau karena asam lemak yang berlebihan dibawa ke otot.
Gambar 2.1. Resistensi insulin dan dislipidemia (Sumber : American Heart
Journal. 2005;149:41)
Dengan adanya resistensi insulin, lipolisis di adiposit bertambah,
konsentrasi asam lemak bebas di plasma bertambah, dan banyak asam lemak
bebas yang dibawa ke hati dan otot. Pada saat yang bersamaan, terjadi lipogenesis
di hati oleh insulin. Peningkatan konsentrasi glukosa juga dapat meningkatkan
sintesis trigliserida di hati dengan adanya rangka karbon untuk membentuk
gliserol. Perubahan ini meningkatkan produksi VLDL oleh hati. Trigliserida dan
apolipoprotein B (ApoB) yang berlebihan akan memasuki sirkulasi darah ketika
produksi VLDL ditingkatkan.
VLDL-trigliserida ditukar dengan ester kolesterol di HDL oleh Cholesteryl
Ester Transfer Protein (CETP). Setelah VLDL trigliserida dihidrolisis oleh LPL,
kebanyakan dari ester kolesterol yang dibawa ke VLDL ini dikembalikan ke hati
dalam bentuk partikel remnant. Adanya remnant dari ester kolesterol inilah yang
12
Universitas Sumatera Utara
akan berakhir di dinding arteri, yang dikenal dengan efek proatherogenik. VLDL
remnant yang dilipolisis oleh LPL ini akan menjadi LDL dengan densitas yang
lebih kecil.
Akibat yang lain dari aktifitas CETP pada sindroma metabolik berhubungan
dengan HDL dan LDL kaya trigliserida. Ketika kaya akan trigliserida, kedua
lipoprotein ini akan dilipolisis oleh lipase hati. Setelah lipolisis, HDL dan LDL
akan mengecil. HDL yang dilipolisis akan dihilangkan dengan cepat di sirkulasi
darah, akibatnya terjadi pengurangan kadar kolesterol HDL dan apolipoprotein A1
(ApoA1). HDL dan ApoA1 merupakan anti atherogenik dengan cara mengangkut
kembali kolesterol dan kemungkinan juga melalui mekanisme antioksidan.
Adanya gangguan metabolik yang dimulai dengan peningkatan VLDL-trigliserida
akan mengakibatkan bekurangnya HDL.
LDL-trigliserida akan dilipolisis menjadi lebih kecil. Walaupun semua LDL
merupakan atherogenik, LDL dengan densitas lebih kecil lebih atherogenik.
Untuk setiap LDL yang diberikan, LDL densitas yang kecil akan menyertakan
sejumlah besar partikel dan juga ApoB. Bertambahnya asam lemak bebas yang
dilepaskan dari adiposit, dan meningkatnya sintesis trigliserida di hati merupakan
tahapan penting dalam pembentukan lipid yang abnormal dalam sindroma
metabolik.
Beberapa penelitian terbaru saat ini menitikberatkan pada HDL dan
pengangkutan kembali kolesterol dari jaringan. “Nascent HDL” atau pre-β-HDL
merupakan ApoA1 yang sedikit lipid/susunan fosfolipid, yang disekresikan oleh
13
Universitas Sumatera Utara
hati, tetapi dapat juga terbentuk di jaringan perifer dari HDL sferis. Jaringan
perifer membawa kolesterol ke “nascent” HDL melalui ATP-binding cassette-A1
(ABC-A1) transport membran. Kolesterol diesterifikasi oleh lecithin-cholesterol
acyltransferase, yang membantu pembentukan HDL sferis matur. Ester kolesterol
pentransfer protein kemudian berfungsi untuk mentransfer ester kolesterol dari
HDL ke VLDL dan LDL, yang kemudian menfasilitasi pengangkutan kembali ke
hati (Miranda et al, 2005).
2.2.3 Metabolisme asam lemak bebas (Free fatty acid)
Dalam perannya menstimulasi pengambilan glukosa dari sel perifer, insulin
menghalangi asam lemak bebas dilepaskan dari adiposit. Manifestasi awal dari
resistensi insulin adalah ketidakmampuan menekan lipolisis di jaringan lemak.
Asam lemak bebas yang berlebihan akan diangkut ke hati dan otot, menghambat
pengambilan glukosa yang distimulasi insulin, yang akan memperparah
hiperglikemia.
Walaupun asam lemak bebas penting peranannya dalam patofisiologi
sindroma metabolik, pengukuran asam lemak bebas masih sukar diinterpretasikan,
walaupun dalam penelitian klinis, karena efek dari diet dan aktivitas. Pada
penelitian resistensi insulin kelompok Eropa, dengan memeriksa asam lemak
bebas dalam 541 subyek yang normoglikemia, ditemukan adanya hubungan yang
bermakna antara konsentrasi asam lemak bebas dengan kadar gula darah puasa,
insulin puasa dan trigliserida puasa (Miranda et al, 2005).
14
Universitas Sumatera Utara
2.3
Lipoprotein
Lipoprotein merupakan kompleks makromolekul berbentuk sferis yang
mengandung lipid dan protein spesifik (apolipoprotein atau apoprotein). Partikel
lipoprotein meliputi kilomikron, lipoprotein berdensitas sangat rendah (VLDL),
lipoprotein berdensitas rendah (LDL), dan lipoprotein berdensitas tinggi (HDL).
Masing-masing partikel ini memiliki perbedaan komposisi lipid, protein, ukuran,
densitasnya dan tempat asalnya.
Gambar 2.2. Ukuran, densitas, dan komposisi lipoprotein (Sumber :
Lippincott’s Illustrated Reviews Biokimia. 2014; edisi 6)
15
Universitas Sumatera Utara
Partikel lipoprotein secara
konstan
saling menukar
lipid
dengan
apolipoprotein, akibatnya apolipoprotein dan kandungan lipid yang aktual pada
setiap kelas partikel ini beravariasi. Fungsi lipoprotein adalah untuk menjaga agar
komponen lipidnya tetap larut saat diangkut di dalam plasma, dan juga untuk
menyediakan mekanisme yang efisien untuk mengangkut kandungan lipidnya ke
(dan dari) jaringan. Pada manusia, sistem pengangkutannya kurang sempurna
dibandingkan pada hewan, dan akibatnya, manusia mengalami penimbunan lipid
secara bertahap (terutama kolesterol) di berbagai jaringan. Keadaan ini dapat
membahayakan jika penimbunan lipid turut serta dalam proses pembentukan plak,
sehingga mempersempit pembuluh darah (aterosklerosis).
Tabel 2.2. Komposisi lipid lipoprotein
CM
VLDL
LDL
HDL
< 0.94
0.94-1.006
1.006-1.063
1.063-1.210
6000-2000
600
250
70-120
Lipid total (wt%)
99
91
80
44
Trgliserida
85
55
10
6
Ester kolesterol
3
18
50
40
Kolesterol
2
7
11
7
Fosfolipid
8
20
29
46
Densitas (g/ml)
Diameter (A)
(Sumber : http://lipidlibrary.aocs.org/Lipids/lipoprot/index.htm)
Lipoprotein terdiri atas inti lemak (mengandung
trigliserida, kolesteril
ester) yang dikelilingi oleh rangka apolipoprotein amfipatik, fosfolipid, dan
kolesterol nonesterifikasi. Senyawa amfipatik ini diarahkan sehingga bagian yang
polar akan terpajan dengan permukaan lipoprotein, sehingga membuat partikel ini
16
Universitas Sumatera Utara
larut dalam air. Trigliserida dan kolesterol yang dibawa oleh lipoprotein diperoleh
dari makanan (sumber eksogen) atau sintesis de novo (sumber endogen).
2.4
Apolipoprotein
2.4.1 Golongan apolipoprotein
Apolipoprotein yang terkait dengan partikel lipoprotein memiliki berbagai
fungsi, seperti sebagai pengenal reseptor pada permukaan sel, dan berperan
sebagai aktivator atau koenzim untuk enzim yang terlibat dalam metabolisme
lipoprotein. Apolipoprotein dibagi berdasarkan struktur dan fungsinya menjadi
lima golongan utama, A sampai E, dengan sebagian besar golongan yang
memiliki sub-golongan.
Kilomikron merupakan partikel lipoprotein dengan densitas yang paling
rendah dan berukuran paling besar, dan mengandung persentase lemak lipid
paling tinggi dan persentase protein yang paling kecil. VLDL dan LDL memiliki
rasio protein dan lipid yang lebih tinggi. Partikel HDL adalah partikel yang paling
kecil dan padat.
17
Universitas Sumatera Utara
Tabel 2.3. Apolipoprotein, berat molekul, lipoprotein dan fungsinya
Apoprotein
Berat
Molekul
Lipoprotein
ApoA1
28,100
HDL
Aktivasi
Lechitin
cholesterol
acyltransferase (LCAT), struktural protein
utama
ApoA2
17,400
HDL
Meningkatkan aktivitas hepatic lipase
ApoA4
46,000
CM
ApoA5
39,000
HDL
Meningkatkan pengambilan trigliserida
ApoB48
241,000
CM
Terdiri dari
reseptor LDL
ApoB100
512,000
LDL, VLDL
Mengikat LDL reseptor
ApoC1
7,600
VLDL, CM
Mengaktifkan LCAT
ApoC2
8,900
VLDL, CM
Mengaktifkan lipoprotein lipase
ApoC3
8,700
VLDL, CM
Menghambat lipoprotein lipase
ApoD
33,000
HDL
Berhubungan dengan
dengan progesteron
LCAT,
terikat
ApoE
34,000
HDL
Sedikitnya 3
reseptor LDL
terikat
dengan
Apo(a)
300,000800,000
LDL, Lp(a)
Dihubungkan oleh ikatan disulfida, dan
sama dengan plasminogen
ApoH, J, L
Apo M
Fungsi
ApoB100,
bentuk,
mengurangi
Belum diketahui
HDL
Mengangkut spingosin-1 fosfat
(Sumber : http://lipidlibrary.aocs.org/Lipids/lipoprot/index.htm)
2.4.2 Metabolisme apolipoprotein
Dalam pembentukan apolipoprotein dan lipid menjadi kilomikron (CM),
diperlukan protein transfer trigliserida yang mengandung ApoB48 dengan lipid.
Proses ini terjadi sebelum transisi dari retikulum endoplasma ke badan golgi,
tempat partikel ini dikemas di dalam vesikel sekretorik. Partikel ini akan bersatu
18
Universitas Sumatera Utara
dengan membran plasma, melepaskan lipoprotein, dan kemudian akan masuk ke
dalam sistem limfatik, dan akhirnya ke dalam darah.
Partikel yang dilepaskan oleh sel mukosa usus disebut kilomikron yang
nascent, karena fungsinya masih belum sempurna. Ketika mencapai plasma,
partikel ini akan cepat mengalami modifikasi, menerima apolipoprotein E (yang
dikenali oleh reseptor hepatik) dan apolipoprotein C (ApoC). Sumber
apolipoprotein ini adalah HDL yang bersirkulasi. ApoC meliputi Apolipoprotein
C2 (ApoC2) yang diperlukan untuk aktivasi LPL, yaitu enzim yang mendegradasi
trigliserida yang terkandung dalam kilomikron dan VLDL serta terutama penting
pada metabolisme HDL. LPL yang diaktivasi oleh ApoC2 pada partikel
lipoprotein yang bersirkulasi, akan menghidrolisis trigliserida yang terkandung di
dalam partikel ini untuk menghasilkan asam lemak dan gliserol. ApoA5 juga
mengaktivitasi LPL untuk meregulasi trigliserida. ApoA5 dihubungkan dengan
kilomikron, VLDL, HDL, tetapi tidak dengan LDL. Distribusi ApoA5 di
lipoprotein sama dengan ApoC3, yang diperkirakan menghambat kerja dari LPL.
Walaupun kerja ApoA5 dan ApoC3 berlawanan, mereka bekerja secara terpisah
dalam mengatur kadar trigliserida (Garelnabi et al, 2013).
Asam lemak kemudian disimpan (oleh adiposa) atau digunakan untuk energi
(oleh otot). Jika asam lemak tidak segera diambil oleh sel, asam lemak rantai
panjang akan diangkut oleh albumin serum sampai proses pengambilannya benarbenar terjadi. Gliserol digunakan oleh hati, misalnya untuk sintesis lipid,
glikolisis, atau glukoneogenesis.
19
Universitas Sumatera Utara
Pada saat kilomikron bersirkulasi dan lebih dari sembilan puluh persen
trigliserida di dalam intinya didegradasi oleh LPL, ukuran partikel akan berkurang
dan densitasnya meningkat. Selain itu, ApoC (bukan apo E) akan dikembalikan ke
HDL. Partikel yang tersisa, yang disebut “sisa (remnant)” yang dengan cepat akan
dibuang dari sirkulasi oleh hati dengan membran sel yang mengandung reseptor
lipoprotein yang mengenali apo E.
Gambar 2.3. Metabolisme kilomikron dan VLDL (Sumber : Lehninger’s
Principles of Biochemistry. 2004; edisi 4)
Sisa kilomikron akan berikatan pada reseptor ini dan diambil oleh hepatosit
melalui endositosis. Vesikel yang diendositosis kemudian bersatu dengan lisosom,
dan apolipoprotein kolesteril ester, dan senyawa sisa lainnya akan didegradasi
melalui hidrolisis, sehingga melepaskan asam amino, kolesterol bebas dan asam
lemak. Reseptor ini kemudian didaur ulang.
VLDL dihasilkan di hati dan terutama terdiri atas trigliserida endogen
(sekitar 60%). Fungsinya adalah untuk mengangkut trigliserida dari hati ke
20
Universitas Sumatera Utara
jaringan perifer. Di jaringan perifer, trigliserida didegradasi oleh LPL. VLDL
disekresi langsung ke dalam darah oleh hati sebagai partikel VLDL yang baru
dibentuk (nascent) yang mengandung ApoB100. VLDL harus mengandung
ApoC2 dan ApoE dari HDL yang bersirkulasi. Seperti kilomikron, ApoC2
diperlukan untuk aktivasi LPL. Selama VLDL berada di dalam sirkulasi,
trigliserida akan didegradasi oleh LPL sehingga menyebabkan ukuran VLDL
menjadi berkurang dan menjadi lebih padat. Komponen di permukaan, termasuk
apolipoprotein C dan E, kembali ke HDL, tetapi partikel menahan ApoB100.
Akhirnya, beberapa triasilgiserol akan dipindahkan dari VLDL ke HDL
bersamaan dengan transfer kolesteril ester dari HDL ke VLDL. Pertukaran ini
dilakukan melalui Cholesteryl Ester Transport Protein (CETP). Dengan
modifikasi ini, VLDL diubah menjadi LDL di dalam plasma. Partikel yang
berukuran sedang, yakni lipoprotein berdensitas sedang (IDL, intermediatedensity-lipoproteins) atau sisa VLDL, ditemukan selama proses transisi ini. IDL
juga dapat diambil oleh sel melalui endositosis. Terdapat tiga bentuk isomer
ApoE, yaitu E2 (paling jarang), E3 (paling sering), dan E4.
Partikel LDL mengandung lebih sedikit trigliserida bila dibandingkan
dengan pendahulunya (VLDL), dan memiliki konsentrasi kolesterol dan kolesteril
ester yang tinggi. Fungsi utama partikel LDL adalah menyediakan kolesterol
untuk jaringan perifer (atau mengembalikannya ke hati). Hal ini dapat dilakukan
dengan cara berikatan pada reseptor LDL di permukaan membran sel yang
mengenali ApoB100 (tetapi bukan ApoB48). Karena reseptor LDL juga berikatan
dengan apo E, reseptor ini juga dikenal sebagai reseptor ApoB100/Apo E.
21
Universitas Sumatera Utara
Mekanisme endositosis yang serupa dengan yang diperantarai oleh reseptor,
digunakan dalam pengambilan dan degradasi selular sisa kilomikron dan IDL di
hati.
Reseptor LDL merupakan glikoprotein bermuatan negatif yang berkumpul
di cekungan membran sel. Sisi cekungan dibagian dalam sel diselubungi dengan
protein klatrin, yang menstabilkan bentuk cekungan. Setelah berikatan, kompleks
reseptor-LDL diendositosis. Vesikel yang mengandung LDL dengan cepat
kehilangan selubung klatrinnya dan bersatu dengan vesikel lain yang sama untuk
membentuk vesikel yang lebih besar yang disebut dengan endosom. LDL terpisah
dari reseptornya. Reseptor kemudian bermigrasi ke salah satu sisi endosom,
sementara LDL tetap bebas di dalam lumen vesikel yang disebut dengan CURL
(Compartment for Uncoupling of Receptors and Ligand).
Reseptor dapat didaur ulang, sementara sisa lipoprotein di dalam vesikel
akan dipindahkan ke lisosom dan didegradasi oleh asam hidrolase lisosom, yang
melepaskan kolesterol bebas, asam amino, asam lemak, dan fosfolipid. Senyawa
ini dapat digunakan kembali oleh sel.
22
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.4. Pengambilan ulang dan degradasi LDL dalam sel (Sumber :
Lippincott’s Illustrated Reviews Biokimia. 2014; edisi 6)
Kolesterol yang berasal dari sisi kilomikron, IDL, dan LDL akan
mempengaruhi kandungan kolesterol selular melalui beberapa cara. Pertama,
HMG-KoA reduktase dihambat oleh kadar kolesterol yang tinggi, sehingga
sintesis kolesterol de novo menurun. Kedua, sintesis protein reseptor LDL yang
baru akan berkurang akibat penurunan ekspresi gen reseptor LDL sehingga
membatasi masuknya LDL kolesterol selanjutnya ke dalam sel. Pengaturan gen
reseptor LDL melibatkan unsur SRE dan SREBP-2 yang terlibat dalam regulasi
gen HMG KoA reduktase. Keadaan ini memungkinkan pengaturan ekspresi
protein yang terkoordinasi. Ketiga, jika kolesterol tidak dibutuhkan segera untuk
23
Universitas Sumatera Utara
tujuan sinesis atau struktural, kolesterol akan diesterifikasi oleh Acyl CoA
Cholesterol Acyltransferase (ACAT). ACAT akan memindahkan asam lemak dari
derivat lemak asil KoA menjadi kolesterol sehingga menghasilkan kolesteril ester
yang dapat disimpan di dalam sel. Aktivitas ACAT diperkuat dengan adanya
peningkatan kolesterol di dalam sel.
Gambar 2.5. Metabolisme HDL dan kolesterol (Sumber : Lehninger’s
Principles of Biochemistry. 2004; edisi 4)
HDL terdiri dari kelompok lipoprotein heterogen dengan proses
metabolisme yang kompleks dan sampai sekarang belum sepenuhnya dipahami.
Partikel HDL terbentuk dalam darah dengan penambahan lipid untuk ApoA1,
sebuah apolipoprotein dibuat oleh hati dan usus, dan disekresi ke dalam darah.
ApoA1 menyumbang sekitar 70% dari apolipoprotein di HDL. HDL mempunyai
sejumlah fungsi yang penting, meliputi hal-hal berikut ini:
1.
HDL merupakan tempat penyimpanan apolipoprotein. Partikel HDL
berperan
sebagai
tempat
penampungan
ApoC2
yang
bersirkulasi.
24
Universitas Sumatera Utara
(apolipoprotein yang dipindahkan ke VLDL dan kilomikron yang
diperantarai oleh reseptor).
2.
HDL berperan dalam pengambilan kolesterol yang tidak teresterifikasi.
HDL nascent merupakan partikel berbentuk cakram yang terutama
mengandung fosfolipid (sebagian besar fosfatidilkolin) dan apolipoprotein
A, C, dan E. HDL mengambil kolesterol dari jaringan nonhepatik (jaringan
perifer) dan mengembalikannya kepada hati sebagai kolesteril ester. Partikel
HDL adalah akseptor yang sangat baik untuk kolesterol yang tidak
teresterifikasi.
3.
HDL berperan dalam esterifikasi kolesterol. Pada saat kolesterol diambil
oleh HDL, kolesterol akan segera diesterifikasi oleh enzim plasma lesitin
kolesterol asiltransferase (LCAT, yang juga dikenal sebagai PCAT, dengan
“P” merupakan singkatan dari fosfatidilkolin yang merupakan sumber asam
lemak) di dalam plasma. Enzim ini disintesis dan disekresi oleh hati. LCAT
akan berikatan dengan HDL nascent, dan diaktivasi oleh apoA1. LCAT
akan memindahkan asam lemak dari karbon 2 fosfatidilkolin ke kolesterol.
Proses ini menghasilkan kolesteril ester hidrofobik, yang akan mengalami
sekuestrasi di dalam inti HDL, dan lisofosfatidilkolin, yang berikatan
dengan albumin. Ketika HDL nascent yang berbentuk cakram (diskoid) itu
menimbun kolesteril ester, maka pertama-tama molekul HDL akan berubah
bentuk menjadi bundar (sferis) yaitu HDL 3 yang miskin kolesteril ester dan
akhirnya partikel HDL 2 yang kaya akan kolesteril ester dan membawa
senyawa ester ini ke hati. CETP akan menggerakkan sebagian kolesteril
25
Universitas Sumatera Utara
ester dari HDL ke VLDL untuk ditukar dengan trigliserida sehingga
mengurangi inhibisi produk LCAT. Karena VLDL dikatabolisir menjadi
LDL, maka kolesteril ester yang ditukarkan dengan trigliserida pada
akhirnya akan diambil oleh hati.
4.
HDL berperan dalam pembalikan transpor kolesterol: Proses pemindahan
kolesterol yang selektif dari sel perifer ke HDL, dan dari HDL ke hati untuk
sintesis asam empedu atau pembuangan melalui empedu, dan ke sel
steroidogenik untuk mensintesis hormon, merupakan komponen kunci
homeostatis kolesterol. Hal ini, sebagiannya, merupakan dasar untuk
hubungan kebalikan antara kadar HDL plasma dan aterosklerosis, dan untuk
menggambarkan
HDL
sebagai
pembawa
kolesterol
“yang
baik”.
Pembalikan transpor kolesterol melibatkan pengeluaran kolesterol dari sel
perifer ke HDL, esterifikasi kolesterol oleh LCAT, pengikatan kolesteril
ester yang kaya HDL (HDL2) ke hati dan sel steroidogenik, pemindahan
selektif kolesteril ester ke dalam sel, dan pelepasan HDL (HDL3) yang
menghabiskan lipid (HDL3). Efluks (aliran keluar) kolesterol dari sel perifer
diperantarai (dapat) sebagian, oleh protein pembawa. Pengambilan kolesteril
ester oleh hati diperantarai oleh reseptor permukaan sel yaitu SR-B1
(scavenger receptor class B type 1) yang mengikat HDL. Partikel HDL
sendiri tidak diambil, sebaliknya akan terdapat pengambilan kolesteril ester
yang
selektif
dari
partikel
HDL.
Enzim
lipase
hepatik
dengan
kemampuannya untuk menguraikan trigliserida dan fosfolipid, juga turut
serta dalam proses konversi HDL2 menjadi HDL3.
26
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.6. Lipoprotein dan pengangkutan lipid (Sumber : Lehninger’s
Principles of Biochemistry. 2004; edisi 4)
2.4.3 Apolipoprotein A5
Apolipoprotein A5 merupakan apolipoprotein yang ditemukan oleh
Pennacchio et al (2001), dan Van der Vliet et al, sebagai klaster gen yang baru
selain ApoA1/ApoC3/ApoA4 di kromosom 11q23. Apolipoprotein ini merupakan
protein yang baru kelas apolipoprotein A. ApoAV atau ApoA5 merupakan protein
yang diskresikan di hepar dan terdapat di dalam serum manusia, dan digabungkan
dengan partikel lipoprotein yang spesifik (Garelnabi et al, 2013; Li et al, 2010).
ApoA5 dideteksi di VLDL, HDL dan kilomokron. Kadar serum ApoA5 di plasma
darah lebih rendah dibandingkan apolipoprotein lainnya.
27
Universitas Sumatera Utara
Gen ApoA5 terletak di 11q23 kromosom manusia, (Li et al, 2010) memiliki
4 ekson yang mengkode 366 asam amino, berdekatan dengan klaster gen
ApoA1/C3/A4 (Song et al, 2013). Ekspresi ApoA5 diregulasi oleh peroxisome
proliferator-activated receptor-α (PPAR-α), retinoic acid receptor –related
orphan receptor-α (ROR-V) -1, 4 dan liver receptor ligands (LXR) yang akan
mengaktifkan faktor transkripsi (Maasz et al, 2007).
Sejak ditemukan ApoA5, dinyatakan bahwa ApoA5 sebagai kunci dalam
pengaturan trigliserida (Garelnabi et al, 2013). Penelitian yang telah dilakukan
sebelumnya menunjukkan bahwa gen ApoA5 lebih sering dihubungkan dengan
trigliserida (Zaki et al, 2013). Telah diteliti bahwa ApoA5 transgenik manusia ke
tikus telah menurunkan trigliserida dan pengambilan gen ApoA5 pada tikus telah
meningkatkan kadar trigliserida (Li et al, 2010). Adenovirus-mediated yang
mengekspresikan banyak ApoA5 dihubungkan dengan penurunan kadar
trigliserida. Van der Vliet dan tim kerjanya menunjukkan bahwa tikus dengan
ekspresi yang lebih dari ApoA5 adenoviral menunjukkan adanya pengurangan
kadar trigliserida sebanyak 70% ketika dibandingkan dengan tikus liar. Penurunan
kadar trigliserida ini dilengkapi dengan penurunan trigliserida di VLDL. Hasil ini
mengindikasikan dengan kuat adanya hubungan terbalik antara ApoA5 dan kadar
trigliserida, dan karenanya adanya kekurangan dari fungsi ApoA5 merupakan
faktor resiko hipertrigliseridemia (Garelnabi et al, 2013).
ApoA5 memiliki efek awal terhadap trigliserida dengan memodulasi
aktivitas lipoprotein lipase (LPL). ApoA5 dihubungkan dengan kilomikron,
28
Universitas Sumatera Utara
VLDL, HDL, tetapi tidak dengan LDL. Distribusi ApoA5 di lipoprotein sama
dengan ApoC3, yang diperkirakan menghambat kerja dari LPL. Walaupun kerja
ApoA5 dan ApoC3 berlawanan, mereka bekerja secara terpisah dalam mengatur
kadar trigliserida (Garelnabi et al, 2013).
Saat ini telah dikenal setidaknya 36 single-nucleotide polymorphism (SNPs)
gen ApoA5. Minor alel beberapa SNPs di lokus gen ApoA5 manusia telah
dinyatakan berhubungan secara signifikan dengan kadar trigliserida pada beberapa
populasi, walaupun hasilnya tidak selalu konsisten pada beberapa etnis (Li et al,
2010). Polimorfisme -1131T>C gen ApoA5 telah diteliti pada populasi yang
berbeda, dengan adanya efek terhadap kadar trigliserida. Alel -1131C telah
ditemukan memiliki hubungan dengan peningkatan trigliserida pada beberapa
populasi etnik dan dengan kondisi penyakit seperti penyakit jantung koroner dan
stroke. Rata-rata peningkatan trigliserida yang dirangsang oleh gen ApoA5 pada
anak-anak Kaukasian lebih rendah daripada anak-anak Asia (Zaki et al, 2013).
2.4.4 Mekanisme kerja apolipoprotein A5 mengatur trigliserida
Sejak dari penemuan ApoA5, para peneliti telah berusaha menelaah
mekanisme molekuler bagaimana ApoA5 mengatur trigliserida. Walaupun
mekanisme kerja ApoA5 masih diperdebatkan, secara umum ada 2 teori yang
menggambarkan bagaimana ApoA5 mengatur trigliserida : (1). ApoA5
meningkatkan katabolisme lipoprotein kaya trigliserida dengan LPL atau (2).
ApoA5 menghambat produksi VLDL. Untuk mendukung teori pertama, Merked
et al menegaskan bahwa reduksi trigliserida adalah hasil dari ApoA5 yang
29
Universitas Sumatera Utara
meningkatkan kerja hidrolisis VLDL dan atau kilomikron oleh LPL. Dalam
penelitian mereka, ditemukan bahwa ApoA5 tidak memiliki efek dalam kecepatan
hidrolisis LPL ketika proteoglikan tidak ada. Ditemukan bahwa meningkatnya
aktifitas LPL akan memperbaiki hipertrigliseridemia kembali ke normal pada
tikus dengan defisiensi ApoA5, dan ekspresi yang berlebih dari ApoA5 hanya
memberikan sedikit efek dalam mengatur kadar trigliserida ketika terjadi
pengurangan LPL.
Teori oleh Weiberg et al (2003), menyatakan bahwa struktur kimia ApoA5
yang menyebabkan ApoA5 dapat mengatur kadar trigliserida. Hal ini disebabkan
karena adanya perubahan kecepatan penggabungan dan sekresi partikel VLDL.
Analisa kimia menunjukkan bahwa ApoA5 memiliki afinitas yang lebih tinggi,
elastisitas yang lebih rendah, dan kinetik ikatan hidrofobik antar permukaan yang
lebih rendah. Hal ini mendukung bahwa ApoA5 dapat menekan produksi VLDL.
30
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.7. Peranan Apolipoprotein A5 dalam pengaturan trigliserida
(Sumber : Clinical Biochemistry.2013;46:12)
Pada penelitian yang lain oleh Schaap et al (2004), muncul penemuan yang
mendukung kedua teori sebelumnya. Tikus yang mendapat perlakuan transfer gen
murin ApoA5 (Ad-ApoA5) melalui adenovirus menunjukkan reduksi dosis yang
tergantung kecepatan produksi VLDL-trigliserida sebesar 29-37% tetapi tidak
mempengaruhi penggabungan VLDL. Selain itu juga ditemukan penurunan dosis
trigliserida sebesar 68-88% setelah pemberian lemak pada Ad-ApoA5 tikus yang
mendapat perlakuan menunjukkan indikasi adanya stimulasi LPL oleh ApoA5
untuk menghilangkan lipoprotein kaya trigliserida. Terlebih lagi, tikus yang
mendapat perlakuan Ad-ApoA5 dapat menghilangkan dengan cepat emulsi VLDL
kaya dengan yang mirip trigliserida, yang dimasukkan secara intravena, dengan
peningkatan pengambilan trigliserida derivat asam lemak. Semua ini mendukung
31
Universitas Sumatera Utara
reduksi ApoA5 terhadap trigliserida dengan menghambat produksi VLDL dan
stimulasi LPL yang diperantarai katabolisme lipoprotein.
2.4.5 Polimorfisme apolipoprotein A5
Variasi gen ApoA5 telah dilaporkan mempengaruhi parameter lipid.
Sejumlah polimorfisme gen ApoA5 dinyatakan memiliki peranan dalam
predisposisi hiperlipidemia (Zaki et al, 2013). Single nucleotide polymorphisms
(SNPs) merupakan tipe variasi genetik yang paling umum. Hal ini merupakan
sekuens DNA nukleotida tunggal yang berbeda antar spesies makhluk hidup atau
pada pasangan kromosom suatu individu. Polimorfisme ApoA5 -1131T>C
(rs662799) merupakan salah satu bentuk SNPs ApoA5 yang terletak pada area
promotor.
Lokus ApoA1/ApoC3/ApoA4/ApoA5 merupakan lokus yang paling sering
diteliti oleh genome-wide association studies (GWAS). Lokus tersebut
berhubungan dengan kadar trigliserida, HDL, dan kolesterol total. Ada 3 haplotipe
yang paling sering dihubungkan dengan gen ApoA5, yaitu APOA5*1, ApoA5*2,
dan ApoA5*3. Termasuk di dalamnya 5 tipe SNPs ApoA5 yang lain, yaitu 1131T>C, c.-3A>G, c.56C>G (S19W), IVS3+476G>A, dan c.1259T>C.
ApoA5*1 mewakili haplotipe alel yang sering dari kelima SNPs. Haploptipe
kedua yaitu ApoA5*2, terdiri dari SNP alel yang sering (56C>G) dan 4 alel yang
jarang (-1131T>C, -3A>G, IVS +476G>A, dan 1259TC). ApoA5*3 merupakan
bentuk kebalikan dari ApoA5*2 yaitu SNP 56C>G sebagai alel yang jarang dan
keempat alel lain (-1131T>C, -3A>G, IVS +476G>A, dan 1259TC) sebagai alel
32
Universitas Sumatera Utara
yang sering ditemui. Frekuensi haplotipe ini pada populasi Kaukasian sebanyak
69% untuk ApoA5*1 dan 4% untuk ApoA5*2 dan ApoA5*3. Kepentingan klinis
dan hubungan SNP, ApoA5*2 dan ApoA5*3 dengan metabolisme trigliserida,
yaitu bahwa kedua alel yang jarang tersebut dinyatakan menaikkan kadar
trigliserida. Perubahan dalam basa nukleotida terbukti menghasilkan perubahan
dalam sekuens asam amino ApoA5 yang akhirnya akan mengarah pada modifikasi
morfologi. Polimorfisme ApoA5 -1131T>C terletak pada area promotor yaitu
sebelum promotor proksimal dan mempengaruhi transkripsi protein ApoA5
(Talmud et al, 2002). Hal ini akan mengurangi kecepatan translasi mRNA ApoA5,
dan mengakibatkan penurunan kadar ApoA5 dalam plasma, yang pada akhirnya
akan menyebabkan peningkatan kadar trigliserida (Zhao et al, 2010). Sehingga
dinyatakan bahwa polimorfisme ApoA5 -1131T>C menyebabkan disfungsi atau
pengurangan aktivitas protein ApoA5, sehingga fungsi dari produk ApoA5 akhir
berubah, terjadi peningkatan kadar trigliserida (Garelnabi et al, 2013).
33
Universitas Sumatera Utara
2.5
Kerangka Teori
Sindroma Metabolik
Kadar
Gula
Darah↑
TD systole ↑
Trigliserida↑
TD diastole ↑
HDL
kolesterol ↓
Obesitas
sentral
Katabolisme
lipoprotein oleh LPL ↓
Fungsi Apolipoprotein A5 ↓
Produksi VLDL ↑
IVS +476G>A
Polimorfisme
-3A>G
-1131 T>C
1259TC
56C>G
Gambar 2.8. Kerangka Teori
34
Universitas Sumatera Utara