Efek Isoflafon dan Vitamin E terhadap Aterogenesis pada Monyet Ekor Panjang (Macaca fascicularis)
EFEK ISOFLAVON DAN VITAMIN E
TERHADAP ATEROGENESIS
PADA MONYET EKOR PANJANG (Macaca fascicularis)
DBSERTASB
Oleh:
Ligaya Ita Tumbelaka
PROGRAM PASCASARJANA
INSITUT PERTANIAN BOGOR
2000
ABSTRACT
An experiment to examine the effect of isoflavone and vitamin E on
atherogenesis in 72 adult ovariectomized cynomolgous monkeys
(Macaca fascicularis) was conducted at the Pusat Studi Satwa Primata IPB, Darmaga. The animals were divided into 3 groups of 24 monkeys
each. Group I-was given an atherogenic diet (A), group 11 an atherogenic
diet supplemented with soybean rich isoflavone (ISF, 122 mglkcallday)
and group Ill an atherogenic diet supplemented with soybean rich
isoflavone and vitamin E ( 399,2 mgl1800 kcallday) (ISF+E).
The
experimental diet was given for 24 months.
The goals of this research wwe to observe the influence of
isoflavon and its combination with vitamin E on (1) cholesterol metabolism
(hypolipidemik effect), (2) LDL resistance towards oxidation, and (3)
atherosclerotic plaque formation.
Blood samples for plasma lipid measurements were taken every
th-ree -months. At the end of the treatment period, LDLaxidation was
determined and animals were sacrificed. Left anterior descending (LAD)
and left circumflex coronary (LCX) artery tissues were processed for
morphometric analyses of plaque formation.
There were no significant effects of ISF and ISF + E
supple-menlation on the pias-ma @id pioflie (total plasma choiesteroi,
triglyceride, HDL and LDL-cholesterol) throughout the treatment period.
ISF had no effect on LDL oxidation (ex-vivo); however, ISF+ E significantly decreased LDL-oxidation by 45.6% (p c 0.05).
With regard to plaque formation, the ISF and ISF + E group
showed less formation compared to the A group (p < 0.05). Coronary
artery remodeling showed that the A group was the least reactive and
that compensation in LCX tended to be better compared to LAD in ail
groups. The data also indicated that more cellular plaques were present
in the ISF and ISF + E groups compared with the A group.
These findings suggest that there were no treatment effects on the
blood lipid profile and overall plaque progression, however, treatment with
ISF (with or without vitamin E) reduced the frequency of plaque presence.
Treatment with ISF + E promoted positive coronary artery remodeling,
that is it promoted compensatory enlargement during atherogenesis. It
also increased LDL resistance to oxidation.
RINGKASAN
Ligaya Ita Tumbelaka. Efek Isoflavon dan Vitamin E Terhadap
Aterogenesis pada Monyet Ekor Panjang (Macaca fascicularis).
Penelitian ini dibawah bimbingan Tonny Ungeret sebagai ketua, Andi
Hakim Nasoetion, Darwin Kajadi, Dondin Sajuthi dan Sulistiyani
sebagai anggota.
Untuk mengetahui efek isoflavon dan kombinasinya dengan
vitamin E terhadap aterogenesis yakni
'
proses pembentukan
aterosklerosis, 72 ekor monyet ekor panjang betina dewasa dan
diovariektomi digunakan dalarn penelitian ini. Berdasarkan bobot badan,
secara acak hewan dikelornpokan menjadi tiga kelompok dengan
masing-masing 24 ekor monyet.
Selama 24 bulan monyet pada
kelompok satu (A) menerima pakan aterogenik, pakan aterogenik
ditambah isoflavon (122 mg 11800 Kkal lhari) untuk kelompok dua (ISF)
dan pakan aterogenik ditambah isoflavon dan vitamin E ( 399, 2 mg
11800 Kkal Ihari) untuk kelompok tiga (ISF+ E).
Tujuan penelitian ini adalah untuk melihat pengamh isoflavon dan
kombinasinya dengan vitamin E (1) terhadap metabolisme kolesterol
(efek hipolipidemik), (2) terhadap kerentanan LDL terhadap oksidasi dan
(3) terhadap pembentukan plak atemma.
Selama masa percobaan beberapa pengukuran dilakukan.
Pengukuran bobot badan dilakukan bersamaan dengan waktu
pengambilan contoh darah untuk pemeriksaan total plasma kolesterol
(TPC), trigliserida (TG), Lipoprotein berdens'bs tinggi (HDL) dan rendah
(LDL). Kegiatan ini dilaksanakan pada bulan keO, ke-4, ke-6 dan setiap
tiga bulan sampai dengan bulan ke-18, dan setiap bulan sejak bulan ke-
19 sampai ke-24. Sebelum hewan di nekropsi, contoh darah diambil
guna pemeriksaan kerentanan LDL terhadap oksidasi CU'~. Pada akhir
peneiitian hewan di euthanasi dengan menggunakan sodium pentobarVial ( 100 mg 1 kg bobot badan, lntravena), selanjutnya pembuluh darah
jantung Left Ascending (LAD)dan Left Ciaurnflex (LCX) Artery Comnaria
-dievaluasiuntuk keberadaan plak ateroma.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa tidak terdapat pengaruh nyata
dari isofiavon dan kombinasinya dengan vitamin E temadap moduiasi
TPC, TG, HDL dan LDL. lsoflavon yang dikombinasikan dengan vitamin
E mampu menghambat oksidasi LDL sebesar 45,6% dibandingkan
dengan kelompok aterogenik (p < 0,05). Sedangkan mengenai pembentukan plak, isoflavon dan kombinasinya dengan vitamin E mampu
menurunkan frekuensi pembentukan plak serta meningkatkan pengaruh
kompensasi LAD dan LCX.
Dan data peneiitian ini dapat disimpuikan bahwa (1) tidak ada
pengaruh pada profil lipid darah, (2) tidak ada pengaruh perlakuan pada
progresi lesi aterosklerotik, namun pedakuan isoflavon dengan atau tanpa
vitamin E mengurangi frekuensi plak, (3) pemberian isofiavon dengan
vitamin E mendorong remodeling arteri koroner melalui kompensasi
pembesarannya selama aterogenesis dan (4) pembetian isoflavon dan
vitamin E meningkatkan resistensi LDL terhadap oksidasi.
EFEK ISOFLAVON DAN VITAMIN E
TERHADAP ATEROGENESIS
PADA MONYET EKOR PANJANG {Macaca fascicuIaris)
Oleh:
LIGAYA ITA TUMBELAKA
Disertasi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gekar Doktor
pada
Program Pascasajana, lnstitut Pertanian Bogor
PROGRAM PASCASARJANA
lNSlTUT PERTANIAN BOGOR
2000
: EFEK
ISOFLAVON DAN VITAMIN
E
TERHADAP ATEROGENESIS PADA MONYET
EKOR PANJANG (Macaca fascicularis)
Nama Mahasiswa : LIGAYA ITA TUMBELAKA
Judul Disertasi
Nomor Mahasiswa : 93549
Program Studi
: Sains Veteriner
Menyetujui
1. Komisi Pembimbing
Prof. drh. Tonny Ungerer, MS, PhD
n
Ketua
Anggota
2. Pelaksana Harian
Program Studi Sains Veteriner
Dr. I Wayan Teguh Wibawan, MS
Tanggal Lulus : 12 Desember 1997
Anggota
Penulis dilahirkan di Tangkuney (Sulawesi Utara) pada tanggal
30 Maret 1960 dari ayah bemama Lendy Roland Hendrik Benyamin
Tumbelaka dan ibu bemama Sophia Maria Theresia Pangalila
Tumbelaka.
Penulis menyelesaikan sekolah dasar di SD Fransiskus Asisi,
Menteng Dalem, Tebet, Jakarta Selatan pada tahun 1972. Tahun 1975
penulis lulus dari Sekolah Menengah Pertama St. Markus di Kelapa
Gading Cililitan, Jakarta Timur. Selanjutnya menyelesaikan Sekolah
Menengah Atas pada tahun 1979 di Sekolah Indonesia Bangkok,
Bangkok, Thailand.
Jenjang pendidikan tinggi diperoleh pada Fakultas Kedokteran
Hewan lnstitut Pertanian Bogor (FKH-IPB), Bogor. Sajana Kedokteran
Hewan diperoleh pada tahun 1983. Sejak saat ini penulis menjadi staf
muda di Jurusan Reproduksi dan Kebidanan FKH-IPB. Gelar dokter
hewan diperoleh pada tahun 1984 dari perguruan tinggi yang sama.
Pada tahun 1987 penulis mendapatkan kesempatan untuk
mengikuti pelatihan mengenai reproduksi dan kesehatan satwa primata
serta mempelajari teknik laboratorium diagnostik hormonal " Radio-
immunoassay" (RIA) di Oregon Regional Primate Research Center,
Beaverton, Oregon, USA.
Selanjutnya penulis mendapatkan
kesempatan untuk melanjutkan pendidikan ke jenjang strata 2 (S2) di
Fakultas Peternakan, Oregon State University, Corvallis, Oregon, USA
pada tahun 1988 untuk mendalami bidang Biologi Reproduksi dan
Endokrinologi.
Studi S2 diselesaikan pada tahun 1990.
Dana
pendidikan didapatkan dari beasiswa Bank Dunia XVll (PAU llmu
-
Hayati IPB).
Penulis mendapatkan kesempatan juga untuk menjalani program
spesialisasi dibidang kesehatan satwa primata dari tahun 1990 sampai
tahun 1992 di Department of Comparative Medicine, Bowman Gray
School of Medicine, Wake Forest University, Winston Salem, North
Carolina, USA. Selain mempelajari kesehatan satwa primata, beberapa teknik laboratorium yang berkaitan dengan biologi molekuler juga
dipelajari.
Setelah kembali ke tanah air pada tahun 1992, sampai saat ini
penulis aktif bekerja sebagai staf pengajar di Jurusan Reproduksi dan
Kebidanan FKH-IPB.
Pada tahun 1993 penulis mendapatkan
kesempatan kembali untuk melanjutkan pendidikan strata 3 di lnstitut
Pertanian Bogor pada program studi Sains Veteriner dengan dana
TPMD dan bantuan dana penelitian dari dana hibah bersaing kontrak:
06IP21TPIDPPMI96IPHBI2NI1996 atas nama drh. Sulistiyani, MSc,
PhD serta dana penelitian keja sama antara Pusat Studi Satwa
Primata Lembaga Penelitian - IPB dengan Department of Comparative
Medicine, Bowman Gray School of Medicine of Wake Forest University.
UCAPAN TERIMA KASlH
Puji dan syukur dipanjatkan ke hadirat Allah Bapa yang maha
pengasih dan penyayang karena dengan berkat dan rahmatnya penulis
dapat menjalankan dan menyelesaikan tugas belajar jenjang strata 3
pendidikan pascasarjana lnstitut Pertanian Bogor, di Bogor.
Dengan selesainya tugas ini, penulis mengucapkan penghargaan
setinggi-tingginya dan terima kasih yang sedalam-dalamnya kepada
yang terhorrnat Bapak Prof. Dr. drh. Tony Ungerer, MS, PhD, selaku
ketua komisi pembimbing; Bapak Prof. Dr. Ir. H. Andi Hakim Nasoetion,
Bapak Prof. Dr. Darwin Karjadi, Bapak drh. Dondin Sajuthi, MST, PhD
dan Ibu drh. Sulistiyani, MSc, PhD; masing-masing sebagai komisi
pembimbing, atas segala bimbingan selama masa pendidikan ini.
Ucapan terima kasih juga ditunjukan kepada penguji luar komisi: Dr.
Koudy J. Williams dari Bowman Gray School of Medicine, Wake Forest
University, North Carolina, USA dan Ibu Dr. dr. Siti Fadillah Supari dari
bagian Kardiologi Fakultas Kedokteran Universitas Indonesia dan
Rumah Sakit Jantung Harapan Kia, Jakarta.
Penulis mengucapkan terima kasih dan sangat menghargai
bantuan moral dan material yang diberikan oleh dr. Irma Suprapto, MS,
Debby Golden; drh: Nengah, Made, Ivov, Emi dan Agustin; Ir: Frida,
Hari W, MS dan Ramon Janis, MM; Dra: Maryati, Zita dan Uken, PhD;
Shilmy, Nung, Dayat, Ucup, Yana, Mulyana, Suhendar, Hendi, Tati dan
Ayu serta semua keeper di Penangkaran Monyet PSSP - Darmaga,
karena dengan bantuan mereka maka proses penelitian, presentasi
dan penulisan dapat berjalan dengan lancar.
Akhimya ucapan terima kasih kepada orang tua, adik-adik dan
akak-kakak beserta keluarganya yang dengan penuh pengertian dan
kasih sayang mendoakan dan menyokong baik moral dan material
hingga akhir tugas.
Bogor, Desember 1997
DAFTAR IS1
Halaman
............................................................
ABSTRACT .....................................................................
R1NGKASAN ...................................................................
HALAMAN PENGESAHAN .................................... ..............
vi
RIWAYAT HlDUP ...............................................................
viii
....................................................
xi
DAFTARISI ......................................................................
xiii
DAFTAR TABEL .................................................................
xvi
DAFTAR GAMBAR .............................................................
xvii
..........................................................
DAFTAR SINGKATAN ........................................................
PENDAHULUAN ...............................................................
Latar Belakang ........................... ............... ...... ..............
Kerangka Pemikiran ......................................................
xix
HALAMAN JUDUL
UCAPAN TERIMA KASIH
DAFTAR LAMPIRAN
i
ii
iv
xxi
1
1
7
Perumusan Masalah ......................................................
8
Tujuan dan Hipotesis ......................................................
11
TINJAUAN PUSTAKA .........................................................
12
Aterosklerosis ...............................................................
12
......................
Patogenesis Ateroskierosis ........................................
13
Tahap pembentukan plak ateroma .............................
20
Metabolisme Kolesterol dan Lipoprotein ..............................
24
Metabolisme Kilomikron..........................;........... ....
27
Metabolisme Lipoprotein Berdensitas Sangat Rendah ...
30
Distribusi Lokasi Kejadian Aterosklerosis
14
Halaman
Metabolisme Lipoprotein Berdensitas Rendah ................
30
Metabolisrne Lipoprotein Berdensitas Tinggi .................
33
Radikal Bebas dan Antioksidan ........................................
36
Radikai Bebas ......................................................... 36
Antioksidan.............................................................
37
Modifikasi LDL ( LDLteroksidasi) .......................................
42
Mekanisrne seluler LDLteroksidasi pada Aterogenesis ......
44
MATERI DAN METODE PERCOBAAN ...................................
48
...............................................................
Metode Percobaan ........................................................
Rancangan penelitian dan tahapan kerja .............................
Adaptasi ................................................................
Perlakuan..............................................................
Peubah .................................................................
LDL-teroksidasi ......................................................
Luas Plak Aterogenik dan Luas Lumen ........................
Analisis Statistik .........................................................
HASlL DAN PEMBAHASAN .................................................
Bobot Badan ................................................................
48
Hewan Coba
48
48
50
51
51
53
54
55
57
57
Pengaruh isoflavon dan kombinasinya dengan vitamin E
terhadap gambaran lipid darah .......................................
58
Pengaruh isoflavon dan kombinasinya dengan vitamin E
terhadap kerentanan LDL teroksidasi ..............................
65
Pengaruh isoflavon dan kombinasinya dengan vitamin E
terhadap pembentukan plak ateroma ................................
66
Kesimpulan ..................................................................
78
xiv
Halaman
...........................................................
.....................................................................
DAFTAR PUSTAKA
79
LAMPIRAN
98
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel I.Komposisi Pakan ................................................
52
Tabel 2. Rataan konsentrasi TG, kolesterol HDL dan kolesterol
LDL
standar deviasi pada bulan ke-24 masa
percobaan ........................................................
63
Tabel 3. Korelasi antara luas plak ateroma dan luas lumen LAD
dan LCX ............................................................
75
*
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1.
Bagan alir kerangka pemikiran
........................
10
Gambar 2.
Tahap kejadian selular dan molekular dalam
potogenesis aterosklerosis .............................
21
Gambar 3.
Komposisi lipoprotein dalam serum darah ...........
28
Gambar 4.
Proses pengaturan metabolisme kolesterol melalui
mekanisme LDL reseptor oleh set fibroblast
manusia ....................................................
32
Diagram transport lemak eksogenus dan
endogenus ...................................................
35
Struktur kimiawi senyawa isoflavonida: genestein,
daidzein dan glycetein ....................................
40
Gambar 7.
Rancangan penelitian ....................................
49
Gambar 8.
Lokasi potongan LAD dan LCX yang dievaluasi ....
54
Gambar 9.
Rataan bobot badan ketiga kelompok perlakuan
selama perqbaan ........................................
58
Gambar 10. Rataan TPC ketiga kelompok perlakuan seiama
percobaan ....................................................
59
Gambar 11. Rataan TG ketiga kelompok perlakuan selama
percobaan ....................................................
61
Gambar 12. Rataan kolesterol HDL ketiga kelompok perlakuan
selama percobaan .........................................
61
Gambar 5.
Gamba: 6.
r
Halaman
Gambar 13. Rataan kolesterol LDL ketiga kelompok periakuan
selama percobaan .........................................
62
Gambar 14. Pengaruh isoflavon dan kombinasinya dengan
vitamin E terhadap kerentanan LDL terhadap
oksidasi Cu +2 ex-vivo .....................................
67
Gambar 15. Pemotongan melintang LAD normal (pewamaan
Verhoeff-van Gieson, pembesaran 40 X) .........
68
Gambar 16. Pemotongan melintang LAD dengan plak
konsentrik (pewamaan Verhoeff-van Gieson,
pembesaran 40 X) ..........................................
68
Gambar 17. Pemotongan melintang LCX dengan plak eksentrik
(pewamaan Verhoeff-van Gieson,
pembesaran 40 X) .........................................
69
Gambar 18. Rataan frekuensi pembentukan plak pada ketiga
kelompok perlakuan ......................................
70
Gambar 19. Persentasi rataan frekuensi kornposisi selular
pada LCX dan LAD terhadap ketiga kelompok
perlakuan ....................................................
72
Gambar 20. Hubungan antara luas plak (LA) dan luas Lumen
(LL) pada LAD dan LCX (A), dan terhadap
perlakuan A, ISF dan ISF + E (6,C) ...................
76
xviii
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1.
Protokol pengukuran LDL-teroksidasi ..............
Lampiran 2.
Protokol pemrosesan jaringan
......................
106
Lampiran 3.
Pengelompokan dan keterangan hewan
Penelitian .................................................
108
Tabel bobot badan dan analisis statistik
kelompok A, ISF dan (ISF+E) selama masa
percobaan ................................................
109
Tabel total plasmakolesterol dan analisis
statistik kelompok A, ISF dan (ISF+E) selama
masa percobaan ........................................
114
Tabel plasma trigliserida dan analisis statistik
kelornpok A, ISF dan (ISF+E) selama masa
percobaan ................................................
118
Tabel total plasma kolesterol HDL dan analisis
statistik kelompok A, ISF dan (ISF+E) selama
masa percobaan ........................................
122
Tabel total plasma kolesterol LDL dan analisis
statistik kelompok A, ISF dan (ISF+E) selama
masa percobaan ........................................
126
Tabel data dan analisis statistik kerentanan
ex V ~ V O...............
LDL terhadap oksidasi C U * ~
129
Data dan analisis statistik histomorfometrik plak
ateroma di LAD .........................................
132
Lampiran 4.
Lampiran 5.
Lampiran 6.
Lampiran 7.
Lampiran 8.
Lampiran 9.
Lampiran 10:
99
Halaman
Lampiran 11.
Data dan analisis statistik histomorfometrik
plak ateroma di LCX ................................... 138
tampiran 12.
General Linear Model Procedures (MANOVA
semua peubah) ..........................................
144
Data luas plak tertinggi pada LAD untuk
perhitungan regresi luas plak dan luas lumen ...
149
Data luas plak tertinggi pada LCX untuk
perhitungan regresi luas plak dan luas lumen ...
150
Regresi luas lumen (LL) dan Luas Plak (LP=IA)
pada LAD dan LCX terhadap periakuan A, ISF
dan ISF+E ................................................
151
Lampiran 13.
Lampiran 14.
Lampiran 15.
DAFTAR SINGKATAN
ACAT = AcylCoA:cholesterol acyltransferase = enzim kolesterol
asiltransferase
bFGF= Basic Fibroblast Growth Factor
c AMP = Cyclic Adenosinmonophosfat
CETP = Kolesterol Ester Tranferase Protein
CHOD-PAP = Cholesterol Oxidase-P-Aminophenozone
DNA = DioxyribonucleicAcid
ELAM-1 = Endothelium Leukocyte Adhesion Molecule-I
GM-CSF = Granulocyt-Monocyte Colony Stimulating Factor
GMP-140 = Granule Membran Protein 140 Kda
GPO-PAPA = Glycerol Phosphate Oxidase-P-Phenozone
HDL = High Density Lipoprotein = Kolesterol Berdensitas
Tinggi
HMGKoA = 3-Hidroksi-3-Metilglutaril-Koenzim A
ICAM-1 = Intracellular Adhesion Molecule-I
IDL = Intermediate Density Lipoprotein = Lipoprotein
Berdensitas Menengah
IELL = Internal Elastic Lamina Length
Kip A = Kelompok Menerima Pakan Aterogenik
Klp ISF + E = Kelompok Menerima Pakan Aterogenik Ditambah
lsoflavon Dan Vitamin E
Klp ISF = Kelompok Menerima Pakan Aterogenik Ditambah
lsoflavon
LAD = Left Anterior Descending
LCX = Left Circumflex
LDL = Low Density Lipoprotein = Kolesterol Berdensitas
Rendah
LL = Luas Lumen
LP = Luas Plak
MANOVA = Metode Pengujian Analisis Peubah Ganda
M-CSF = Monocyte Colony Stimulating
MDA = Malondealdehida
Mf = Macaca fascicularis
OVX = Ovariektomi
PDGF = Platelet-Derived Growth Factor
PJK = Penyakit Jantung Koroner
PKV = Penyakit Vaskuler
PPACK = D-Phenylalanil, L-Prolyl-Arginine Chloromethyl Keton
PSSP = Pusat Studi Satwa Primata
RER = Endoplasmik Retikulum Kasar
SOD = Superoksida Dismutase
T B M = Thiobarbituric Acid-Reactive Substance
TG = Trigliserida
TPC = Total Plasma Kolesterol
K A M - 1 = Vascular Cell Adhesion Molecule-1
VLDL = Very Low Density Lipoprotein = Lipoprotein Berdensitas
Sangat Rendah
WHO = World Health Organization
EFEK ISOFLAVON DAN VITAMIN E TERHADAP ATEROGENESIS
?ADA MONYET EKOR PANJANG
( Macaca fascicularis)
PENDAHULUAN
Latar belakang
Aterosklerosis merupakan penebalan dan pengerasan dinding
arteri yang dikenal sebagai plak ateroma.
Pembentukan plak
disebabkan kerusakan pada lapisan endotel dan proliferasi sel otot
polos yang tidak terkendali, disertai akumulasi komponen ekstraselular
dan proses perbarahan (Grundy, 1990 dan St. Clair, 1991) sehingga
dapat menyumbat pembuluh darah. Aterosklerosis koroner dikenal
sebagai penyakit jantung koroner (PJK) yang merupakan salah satu
'
manifestasi penyakit vaskular (PKV).
Data epidemiologis menunjukan keterkaitan diit tinggi kolesterol
dan hiperkolesterolemia dengan kejadian aterosklerosis. Ross (1976)
mengemukakan bahwa hiperlipidemia, khususnya hiperkolesterolemia,
merupakan penyebab utama aterosklerosis. Pendapat ini didukung
oleh European Atherosclerosis Society (1992) yang menemukan
bahwa hiperkolesterolemia menempati peringkat pertama sebagai
faktor resiko PJK.
Dalam dua dekade terakhir tampak ada peningkatan kesejahteraan bangsa lndonesia terrnasuk aspek kesehatan warganya.
Namun, disesalkan bahwa ha1 ini dibarengi dengan perubahan pola
makan tradisional yang mengandung banyak karbohidrat dan sayuran
ke pola barat yang komposisinya tinggi protein, lemak, gula dan garam
tetapi miskin serat (Slamet Suyono, 1993). Transisi inilah menyebabkan penyakit kardiovaskular di lndonesia menjadi peringkat utama
sebab kematian.
Kedudukan PKV sebagai penyebab kematian di
lndonesia dari tahun-ketahun terus meningkat: pada tahun 1972
menempati peringkat ke-11 (Litbang Depkes, 1972), meningkat
menjadi peringkat ke-3 pada tahun 1986 (Budiarso et a/, 1986) dan
menjadi urutan pertama sejak tahun 1992 dengan morbiditas sebesar
16,5% (Sumantri, 1992) yang kemudian meningkat mencapai 24,2%
pada tahun 1995 di Jawa dan Bali (Djaja, 1977). Tingkat kematian di
Indonesia akibat PKV dilaporkan sebanyak 0,005% pada-umur 15-24
tahun dan 0'94% pada yang berumur lebih dari 55 tahun (WHO, 1993).
Penyebab PKV di indonesia dapat dikaitkan dengan faktor resikonya,
tercatat sebanyak 59,9% laki-laki dan 5,9% wanita lndonesia yang
merokok, 13,6% laki-laki dan 16,0% wanita yang hipertensif dan 12,5%
menderita kegemukan. Sedangkan kadar serum kolesterol rata-rata
laki-faki dan wanita Indonesia berturut-turut adalah 199,9 mgldl dan
206,6 rngldl. Dibandingkan dengan negara barat nilai ini lebih rendah
akan tetapi relatif lebih tinggi dibandingkan dengan orang Jepang yang
rata-rata hanya 190,O mgldl (WHO, 1993).
Insiden PJK di kota-kota besar di lndonesia cenderung meningkat (Darmojo, 1987).
Menumt Rilantono (1992) PJK merupakan
penyebab kematian utama pada kelompok penduduk lndonesia bentsia
40 tahun keatas, sedangkan di Jakarta kematian yang disebabkan oteh
PJK mencapai angka kekerapan sebesar 13% (Tim Monika, 1992)
Data global mengenai PKV yang dikeluarkan oleh World Health
Organization (1993) menggambarkan bahwa kerugian akibat PKV tidak
hanya berupa kematian melainkan juga kejadian stroke serta
manifestasi lain (25-30%). Dengan demikian kerugian yang diderita
tidak hanya penurunan jumlah sumber daya manusia namun juga
*
produktivitas kej a (Suroto, 1988).
Keberhasilan Pembangunan Jangka Panjang Tahap I di Indonesia antara lain adalah peningkatan usia harapan hidup manusianya dari
60 tahun menjadi 65 tahun untuk pria dan 71 tahun untuk wanita.
Sehubungan dengan kesehatan wanita, banyak masalah timbul setelah
m r e k a mencapai masa pasca-menopause baik secara alamiah
maupun akibat tindak bedah (ovariektomi) (Rosenberg et a/., 1981).
Pada usia 40 tahun wanita akan menginjak masa pramenopause (4-5
tahun sebelum masa menopause), diikuti masa menopause dan pasca
menopause (49-52 tahun). McGill dan Stem (1979) melaporkan bahwa
kejadian PJK akibat aterosklerosis pada wanita masa produktif
(pramenopause) lebih rendah dibandingkan pria pada usia yang sama.
Hal ini merupakan pertanda kuat bahwa wanita masa produktif
dilindungi terhadap aterosklerosis melalui kadar estrogen yang tinggi.
The Framingham Study ( Lerner dan Kannel, 1986) mengungkap perbandingan angka morbiditas PJK pada wanita dan pria sebesar
4 :2pada usia produktif. lnsiden PJK pada wanita berusia lebih dari 55
tahun adalah sebesar 20 kali dibandingkan wanita lebih dari 35 tahun. Caju peningkatan angka morbiditas pada wanita lebih dari 45 tahun
sangatlah cepat.
Pola yang sama tampak pada mortalitas wanita
akibat PJK.
Pemberian estrogen pengganti pada wanita pasca-menopause
sebagai terapi jangka panjang memperbaiki gambaran dislipidemia
yakni ada kenaikan kolesterol berdensitas tinggi (high density
Cipoprotein = HDL) dan apolipoprotein A-I, serta menurunkan kolesterol
berdensitas rendah (low density lipoprotein = LDL) dan lipoprotein (a).
Terjadi pula peningkatan elastisitas pembuluh darah melalui penurunan
sintesis kolagen dan penurunan kecenderungan hiperplasia miointimal.
Selain itu ada peningkatan produksi prostasiklin sebagai penghambat
agregasi platelet serta peningkatan dilatasi pembuluh darah (Samaan
dan Crawford, 1996).
Oi pihak lain beberapa studi melaporkan bahwa terapi horrnon
estrogen pengganti (HEP) dapat meningkatkan risiko kejadian kanker
endometrium (Ziel dan Finkle, 1975) dan payudara (Nancy, 1996).
Sedangkan Rosenberg (1989) mengemukakan bahwa risiko PJK pada
wanita perokok dan pemakai pi1 kontraseptif akan meningkat dua kali
lipat.
Belakangan ini terdapat cukup banyak data yang menunjukan
keteriibatan oksidasi lipoprotein dalam patogenesis aterosklerosis.
Telah diamati bahwa LDL teroksidasi akan ditangkap oleh sel makrofag
diikuti dengan pembentukan sel busa (Steinbrecher et a/., 1984) yang
mncirikan terbentuknya lesi aterosklerosis. Antioksidan dapat menghambat proses oksidasi LDL dan dengan demikian pembentukan aterosklerosis dapat ditekan.
Beberapa jenis antioksidan telah diteliti daya kerjanya sehubungan dengan kemampuannya melindungi LDL terhadap oksidasi.
Suplementasi vitamin E (a-tokoferol) pada diit dapat menurunkan
resiko PJK sebesar 34% (Manson et a/., 1991).
Temuan lain
mengungkapkan bahwa vitamin E mampu menekan pembentukan
aterosklerosis pembuluh koroner pada monyet ekor
panjang
(Verlangiari dan Bush, 1992) dan ada data yang menyatakan bahwa
penurunan PJK pada wanita pasca-menopause hampir sama dengan
pemberian HEP ( Stampfer et a/., 1985). Penelitian Reaven et a/.
(1993) melaporkan bahwa pemberian vitamin E dosis tinggi pada
manusia meningkatkan resistensi LDL terhadap oksidasi in v h .
Isoflavon, suatu fitoestrogen, yang ditemukan dalam kedelai,
juga dilaporkan mempunyai daya antioksidan (Seeger et a/., 1988) dan
mempunyai sifat antikarsinogenik (Peterson dan Barnes, 1991;
Yanagihara et a/., 1993) serta memperlihatkan sifat hipolipidemik pada
tikus (Sharma 1978; 1979). Studi epidemiologi di Jepang menunjukan
tirtgkat kematian wanita akibat kanker payudara rendah karena mereka
makan cukup kacang kedelai (Aldercreutz et a/., 1991; Cassidy et a/.,
1994).
Penelitian
mengenai
aterosklerosis
telah
menggunakan
beberapa jenis hewan model, antara lain Kritchevsky (1970) pada
kelinci, Clarkson (1972) pada burung dara dan Wagner et al. (1978)
pada monyet ekor panjang (Macaca fascicularis). Penelitian mereka
menunjukan bahwa komposisi diit sangat
aterogenesis.
Hamm et
81.
berpengaruh pada
(1983) menemukan pembentukan lesi
aterosklerotik pada monyet ekor panjang betina yang serupa dengan
k s i pada wanita. Kelompok Adams et a/. (1995) juga menggunakan
monyet ekor panjang betina dewasa yang di ovariektomi, untuk melihat
pengaruh perlindungan estrogen pada aterogenesis.
Keranaka Pemikiran
Sudah diketahui bahwa risiko PJK pada wanita pasca-menopause meningkat (McGill dan Stem, 1979). Mengingat bahwa wanita
usia 42-58 tahun masih produktif maka perlu upaya pencegahan
terhadap PJK. Penanggulangan masalah kesehatan wanita di negarafiegara maju khususnya bagi wanita pasca-menopause dilaksanakan
dengan HEP ataupun dikombinasikan dengan progesteron. Terapi
hormon pengganti tidak saja efektif untuk menekan semua gejala
menopause tetapi juga untuk pengobatan dan pencegahan kelainan
8
menopause jangka panjang yakni PKV dan osteoporosis (Bush et a/.,
1987; Gruchow et a/., 1988; Henderson et a/., 1988; Sulivan et a/.,
1988; Stampfer et a/., 1991; serta Stampfer dan Colditz, 1991).
Akan tetapi penggunaan HEP disertai pula dengan berbagai efek
samping, seperti risiko terkena kanker endometrium (Ziel dan Finke,
1975) dan payudara (Nancy, 1996).
Oleh karena itu perlu dicari
senyawa yang mempunyai daya keja estrogenik, akan tetapi tidak
memberikan efek samping seperti di atas.
Perurnusan Masalah
Steinbrecher et a/. (1984) dan Morel et a/. (1984) memperlihatkan bahwa kehadiran antioksidan dapat menghambat LDL teroksidasi oleh sel endotel dan otot polos. Vitamin E merupakan salah satu
antioksidan yang diteliti. Hasil Nurse Heath Study mengetengahkan
bahwa penambahan diet dengan vitamin E menurunkan risiko PJK
sebanyak 34% (Manson et a/., 1991). Data epidemiologik yang terbaru
mengenai penambahan antioksidan khususnya vitamin E pada diit
menunjukan hasil yang hampir sama dengan HEP dalam menurunkan
risiko PJK bagi wanita pasca-menopause (Stampfer et a/., 1993 dan
Uritchevsky et a/., 1995). Selain vitamin E, kelompok isoflavon yang
9
ditemukan dalam kedelai, juga dilaporkan mempunyai daya antioksidan
karena rnerupakan kosubstrat pada proses reaksi enzimatik hidroperoksidase ( Seeger et a/., 1988). De Whalley ef al. (1990) melaporkan bahwa pada studi in vitro oksidasi LDL oleh CuS04 dapat dihambat dengan kehadiran komponen flavonoid. Disarankan adanya
potensi flavonoid dalam melindungi LDL terhadap oksidasi, sehingga
dapat menghambat pembentukan lesi aterosklerosis. Bila komponen
flavonoid ini ada dalarn diit maka senyawa ini dapat dipakai sebagai zat
antiaterogenik.
Kebanyakan data yang ada merupakan hasil penelitian in vifm.
Efek isoflavon dan kombinasinya dengan vitamin E sebagai antioksidan
serta proteksinya terhadap oksidasi LDL in vivo belum pemah
dilakukan. Bagan alir kerangka pemikiran dapat diikuti pada Gambar 1.
PJK pada Wanita Pasca-menopause
I
Hormon Estrogen Pengganti
I
2
Pencegahan PJK
Efek
samping:
Kanker
rahim dan
payudara
lntewensi Diit
-
8 PlAK ATEROMA
melalui
8 LDL-TEROKSIDASI
PENGGUNAAN ANTlOKSlDAN
4 VITAMIN E
4 ISOFLAVON (ASAL KEDELAI)
PENGARUH ANTIATEROGENIK DARl ISOFLAVON
DAN KOMBINASINYA DENGAN VITAMIN E
4 DISLIPIDEMIA (KOL, TG, LIPOPROTEIN)
+ RESISTENSI LDL TERHADAP OKSlDASl
4 ATEROGENESIS
2
Gambar 1. Bagan alir kerangka pemikiran
11
Tuiuan Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan pada monyet ekor panjang (Macaca
fascicularis) betina dewasa yang diovariektomi dan hiperkolesterole-
mik. Tujuan penelitian ini adalah untuk:
(I
) mempelajari perubahan gambaran lipid darah akibat pemberian
isoflavon dan kombinasinya dengan vitamin E
(2) mempelajari manfaat isoflavon dan kombinasinya dengan
vitamin E sebagai anti oksidan, dan
(3) mempelajari manfaat isoflavon dan kombinasinya dengan
vitamin E terhadap aterogenesis
Hipotesis
Hipotesis yang dapat diajukan adalah suplementasi isoflavon dan
kombinasinya dengan vitamin E:
(1) mampu menurunkan kadar lipid darah
(2) meningkatkan resistensi LDL terhadap oksidasi dan
(3) mengurangi pembentukan lesi aterosklerotik
TINJAUAN PUSTAKA
Aterosklerosis
Aterosklerosis merupakan penyakiyang tidak berdiri sendiri. Pada
perkembangan pembentukannya ditemukan proses perbarahan selular
akibat espon terhadap perlukaan yang selanjutnya diikuti dengan proses
regenerasi dinding arteri.
Oleh kanenanya Ross dan Fuster (1996)
mengemukakan bahwa aterosklerosis bukan mefupakan suatu penyakii
degeneratif dinding arteri. Perubahan awal tejadi pada lapisan intima
arteri besar dan sedang dirnana didapatkan penimbunan lemak yang
paling diketahui dalam bentuk kolesterol atau kolesterol ester, protein dan
karbohidrat, komponen seluler terrnasuk sel otot polos, makrofag dan
hfosit. Plak yang dicirikan dengan adanya penimbunan lemak diikuti
dengan pengendapan komponen darah, sel ektraselular matrik seperti
proteoglikan, elastin serta kolagen, otot-otot polos yang mengandung
banyak endoplasmik retikulum kasar (RER) yang sering tampak dikelilingi
proteoglikan disebut atema.
Ateroma adalah manifestasi arteriosklerosis yang berarti pengerasan dinding arteri. SWerosis berasal dari kata Yunani yang berarti
keras. Tergantung dari derajat perkembangannya, pada tahap awal
biasanya belum ada pengerasan. Pada tahap berikutnya bila telah teqadi
13
proses pembentukan kolagen dan atau pengendapan kalsium maka tejadilah pengerasan dinding arteri. Akhirnya teqadi nekrosis dan trombosis
pada arteri. Sklerosispun dapat tejadi akibat kalsifikasi pada lapisan
media muskularis pembuluh arteri tanpa terlihat adanya kemsakan dan
pertemakan pada lapisan intima pembuluh arteri. Penyaki ini disebut
sklerosis medial. Lokasi dimana bercak tejadi berbeda di sepanjang
pembuluh arteri dan tingkat keparahannyapun berbeda pada arteri satu
dengan lainnya (Jubb, Kennedy dan Palmer, 1985).
Distribusi Lokasi Keiadian Aterosklerosis
Jubb et al. (1985) menjelaskan bahwa sklerosis dapat tejadi di
beberapa tempat sepanjang pembuluh arteri. Kerusakan yang paling
tinggi terdapat pada aorta dan arteri koronaria, biasanya di bagian
percabangan. Selain itu tempat lain yang sering mengalami kemsakan
adalah arteri iliaka di bagian kaki, arteri vertebral dan arteri basiler otak,
arteri mesenterika dan arteri renalis, dimana derajat keparahannya lebih
terkait dengan derajat keparahan yang tejadi di aorta.
Keparahan
kemsakan aorta abdominalis lebih tinggi dibandingkan dengan aorta
torasika. Yang paling parah terietak pada sepeftiga bagian bawah aorta.
Faktor'yang mempengaruhi derajat keparahan belum diketahui.
Dilihat dari perbedaan anatomi pembuluh arteri sepanjang sistem
14
sirkulasi darah bagi masing-masing individu tidaklah banyak berbeda,
tetapi penyebaran kejadian arteriosklerosis menampakan variasi. Kemungkinan kondisi sel endotel memegang peranan penting dalam
penentuan laju kejadian aterosklerosis.
Fungsi sel endotel pembuluh darah adalah mengatur pemasukan
makmmolekul seperti lipoprotein dan juga menjaga permukaan lapisan
pembuluh darah tidak bersifat trombogenik. Sedangkan pengaturan
permeabilitas pembuluh darah terhadap makromolekul dikendalikan
melalui pembatas antar sel yang disebut "tight cell / cell juncb;onn yang
juga mengatur laju transitosis.
Patoslenesis Aterosklerosis
Aterosklerosis merupakan suatu proses biokimiawi yang rumit
(Grundy, 1990). Sampai saat ini ada beberapa teori yang menjelaskan
terjadinya aterosklerosis yaitu hipotesis respon terhadap perlukaan,
hipotesis lipid dan hipotesis gabungan.
Proses aterosklerosis diawali dengan hilangnya lapisan sel endotel
yang diikuti dengan agregasi sel trombosit diikuti dengan pengeluaran
faktor pertumbuhan yakni "Platelet Derived Gmwth F&t'
(PDGF) yang
dapat menstimulasi migrasi dan proliferasi sel-sel otot polos di dalam
+apisan intima. Penelitian lain (Ross, 1986) menyatakan bahwa penyebab
spesifik pada awal aterosklerosis bukanlah akibat kehilangan sel endotel
yang melapisi tunika intima dan penempelan set trombosit.
Hasil
pengamatannya mengemukakan bahwa kehilangan sel endotel baru
ditemukan setelah proses pembentukan aterosklerosis bejalan lebih
lanjut.
Jadi istilah hilangnya sel endotel pada lapisan intima pada
hipotesis respon terhadap pedukaan pedu direvisi menjadi disfungsi
endotel.
Terkelupas dan menghilangnya lapisan sel endotel atau menumnnya fungsi sel endotel dapat disebabkan -oleh faktor mekanis seperti
aliran darah yang deras dan bertekanan tinggi (Cotran dan Munro, 1988),
faktor kimiawi akibat kekurangan oksigen (hipoksemia), faktor imunologis
(Moyer, 1991) dan adanya infeksi virus ( DeBakey, 1990).
Tejadinya disfungsi endotel dan atau hilangnya sel endotel merupakan awal pembentukan plak ateroma yang ditandai dengan meningkatnya adhesi monosit pada endotel arteri (Joris et a/., 1983) yang dipiar
deh intracellular adhesbn molecule1 (ICAM-1) yang juga akan menarik
rteutrofil dan limfosit. Sedangkan endothelium leukocyte adhesion moEecule-1 (El#M-1) meningkatkan interaksi antara monosit dan T-limfosit,'
dan vascular cell adhesion molecule-1 (VCAM-1) meningkatkan ikatan
antara monosit dan sel T-limfosit ( Joris et a/., 1983).
Sel endotel dan trombosit menghasilkan granule membmn pmtein
140 kDA (GMP-140) yang dapat mengikat netrofil dan monosit, sehingga
bila sel endotel teraktivasi dengan cepat tejadi translokasi netrofil dan
monosit kedalam membran (Carlos dan Haran, 1990). Walaupun masih
merupakan suatu spekulasi, setelah monosit menempel pada endotel,
monosit melanjutkan proses migrasinya ke lapisan intima (Munro dan
Cotran, 1988). Mekanisme migrasi belum temngkap sepenuhnya namun
sudah ada hipotesis Steinberg (1991) yang menyatakan bahwa proses
migrasi berkaitan dengan kehadiran monocyte chemoattracfant pmfein-l
(MCP-1) yang dihasilkan dan disekresikan oleh sel endotel, otot polos
dan makrofag yang banyak ditemui pada plak ateroma baik pada
manusia maupun kelinci (Yla-Herttualla et al., 1991).
Masuknya monosit kedalam dinding arteri merupakan ha1 yang
berguna dalam membantu menghilangkan endapan yang terbentuk.
Pembersihan dilakukan oleh sel makrofag yang berasal dari modifikasi
monosit. Akan tetapi apabila prosesnya bejalan kronis, seperti halnya
pada proses imflamasi kronis, maka proses pengambilan monosit OM
lapisan endotel arteri ini dapat bersifat memsak. Sampai saat ini mekarlisme yang menyebabkan berlangsungnya pembahan monosit menjadi
makrofag belum diketahui, akan tetapi diketahui bahwa konsentrasi akumulasi lipoprotein abnormal rata-rata tinggi dalam makrofag.
17
Walaupun teori respon terhadap periukaan masih tetap dipakai
hingga saat ini, tetapi untuk dapat menyatakan bahwa teori tersebut
merupakan penyebab tunggal dalam patogenesis aterosklerosis tetap
diperlukan pembuktian lebih lanjut.
is (ioia Hiperlipidemia, khususnya hiperkolesterolemia
merupakan penyebab utama aterosklerosis (Ross dan Glornset, 1976).
Teori infiltrasi lipid tergantung pernasukan kolesterol - LDL kedalam lapisan intima dalam jumlah yang melebihi kapasitas degradasi jaringan
dengan demikian tejadilah penirnbunan lemak.
Peningkatan kadar ester kolesterol pada dinding arteri merupakan
salah satu perubahan a w l dalam metobilisme lipid yang tampak pada
hewan model (St.Clair, 1970). Penemuan ini berkorelasi dengan hasil
observasi histologik pada tunika intima anak manusia dirnana sebelum
#erbentuknya garit lemak, sel busa asal makrofag yang kaya aka0
koiesteril ester sudah dapat diidentifikasikan tanpa adanya sel busa yang
berasal sel otot polos atau akurnulasi lipid ektraselular (Stary, 1990).
Kdesterol yang ditemukan pada sel-sel ini nampaknya seperti kolesterd
yang terakumulasi pada aterosklerosis tahap lanjut yang seluruhnya
berasal dari plasma lipoprotein.
Akumulasi makrofag dan ester kolesterol pada lapisan intima arteri
18
dapat dijelaskan sebagai berikut.
Makrofag pada lesi aterosklerosis
berasal dari monosit darah. Pada awal proses, monosit menempel pada
lapisan endotel pembuluh arteri, dilanjutkan dengan migrasi ke lapisan
intima (Munro dan Cotran, 1988). Hal ini dimungkinkan oleh adanya
faktor adhesi yang berasal dari sel darah putih tersebut dan adanya faktor
kemotaksis MCP-1 (Steinberg, 1991).
Perubahan monosit menjadi
makrofag di lapisan intima arteri, ditandai dengan peningkatan kadar
ester kolesterol. Peningkatan kadar ester kolesterol berasal dari LDL
termodifikasi yang berikatan dengan makrofag melalui mekanisme
afinitas reseptor scavenger (Brown dan Goldstein, 1983). Teknik biakan
jaringan memperfihatkan bahwa lipoprotein yang mengalami modifikasi
kimiawi seperti asetilisasi, derivatisasi oleh malondialdehid dan glukosa
(LDL-terrnodifikasi) mengalami peningkatan penangkapan oleh sel
makrofag (Fogelman et a/., 1988). Kelompok Yla-Herttualla et a/. (1991a)
berpendapat bahwa sintesis MCP-1 distimulasi oleh LDL teroksidasi .
IS aabunm.
Hipotesis gabungan merupakan teori
penyebab aterosklerosis yang dianut pada saat ini. Konsepnya tetap
mengacu pada konsep patogenesis aterosklerosis yang dikembangkan
pada pertengahan abad ke-19 yaitu hipotesis respon terhadap perlukaan
oleh Virchow (1856) yang kemudian disempumakan oleh Ross dan
Glornset (1976). Kerusakan pada lapisan endotel rnengakibatkan
tirnbulnya efek sitotoksik dari lipid peroksida akibat reaksi oksidasi pada
lipid (Morel, 1983) yang dilanjutkan dengan infiltrasi lipid yang berlebihan.
Oksidasi lipoprotein kernungkinan rnerupakan salah satu variasi
mekanisme kelainan lipoprotein pada dinding arteri.
Makrofag
mengeluarkan berbagai produk termasuk enzirn protease yang
berikatan dengan protein lain seperti irnunoglobin; pada fase akut
protein dapat menyebabkan endositosis lipoprotein atau pada proses
fagositosis oleh makrofag. Makrofag juga dapat menstirnulasi sekresi
produk lain yang merangsang tejadinya aterosklerosis (Nathan, 1987)
termasuk sitokina yang dapat merangsang reseptor-reseptor endotel
dalarn pengikatan sel-sel darah putih dan meningkatkan aktivitas
prokoagulasi sel endotel, aktivitas faktor-faktor yang bersifat kemotaktik terhadap monosit, aktivisasi dan pengharnbatan perturnbuhan
serta aktivasi faktor angiotensin. Jadi, apabila sel busa asal makrofag
terbentuk, tidaklah sulit untuk meramalkan bagairnana kelanjutan
.--a
tahapan pembentukan aterosklerosis.
Penggunaan
antibodi
spesifik
.
pada
.
pemeriksaan
plak
aterosklerosis, menunjukan bahwa selain adanya penambahan sel
rnakrofag dan sel otot polos terdapat juga sel lirnfosit-T, yang kebanyakan
ditemukan pada bagian fibro-muscular cap (20% dari jumlah total sel)
20
(Hansson et al., 1989). Walaupun fungsi sel T dalam ha1 ini belum begitu
jelas kehadirannya menunjukan peran imunologik dalam aterosklerosis.
Studi epidemiologik menunjukan bahwa beberapa faktor genetik
maupun dapatan mampu meningkatkan risiko kejadian aterosklerosis
(Gotto dan Farmer, 1988). Faktor-faktor risiko ini mencakup umur, jenis
kelamin, merokok, tekanan darah tinggi dan akibat penyakit lain seperti
diabetis tipe I dan II. Suatu asam amino yang mengandung gugus
sulthidril (homosistein) dilaporkan merupakan suatu faktor risiko independen terhadap penyakit kardiovaskular ( Majors, Ehrhart dan Pezackz,
1997) karena kemampuannya untuk meningkatkan produksi dan
akumulasi kolagen di sel-sel otot polos pembuluh arteri in v i t . .
Bagaimana mekanisme patologik dari homosistein sebagai penyebab
aterosklerosis masih belurn diketahui dengan jelas.
Tahar, mmbentukan ~ l a kateroma
Perkembangan patogenesis aterosklerosis dapat diamati pada
Gambar 2. Dimulai dari sisi kiri dimana pada awalnya tejadi pembentukan garit lemak yang kemudian berkembang menjadi bercak lemak dan
bercak berserabut sesuai tahapan perkembangan yang lebih komplek
seperti nampak di sisi kanan Gambar 2.
-
ant lemah. Garit lemak dapat ditemukan pada pembuluh arteri
Tahap
awal
HM
(Etluks kdesterol)
Tahap
lafikitan
Disfungsi
Platelets
,agulant
asal otot pdos
1
Jaringan
lipoprotein
abnormal
Fagositosis
Gambar 2.
angiogenik
%I-T
Tahap perkembangan selular dan molekular dalam patogenesis
aterosklerosis (St. Ciair, 1991)
manusia semenjak usia belasan tahun. lstilah garit lemak berasal dari
hasil pemeriksaan permukaan pembuluh arteri besar pada anak
dimana tampak penimbunan terdiri dari kumpulan titik-titik berwama
kekuningan (Holman et a/, 1958). Menurut hasil penelitian di beberapa
rtegara, frekuensi kejadian garit lemak pada manusia sampai dengan
usia 20 tahun adalah sama, walaupun di negara tersebut frekuensi
kejadian aterosklerosis dan penyakit jantung koroner pada usia
dewasa rendah (McGill, 1968). Dapat disarankan bahwa tidak semua
garit lemak merupakan prekursor bercak aterosklerosis tahapan lebih
lanjut, dan nyatanya faktor genetik rnerupakan faktor utarna yang
rnernpengaruhi percepatan garit lernak rnenjadi bercak aterosklerosis.
Perneriksaan mikroskopis garit lernak pada lapisan intirna
rnenunjukan penonjolan yang berisi sel-sel lernak yang disebut sel
busa. Kebanyakan dari sel lernak tersebut rnerupakan lernak intraselular walaupun didapatkan pula beberapa lernak ektraselular dan
endapan sel lainnya. Sel busa dapat berasal dari sel-sel rnakrogfag
dan sel-sel otot polos.
Karena narnpaknya sel busa berasal dari
rnakrofag lebih dorninan, rnaka sel busa asal sel rnakrofaglah yang
narnpaknya merupakan prekursor terjadinya garit lernak (Stary, 1990).
Mekanisrne terbentuknya sel busa asal rnakrofag telah dijelaskan di
atas, sedangkan rnekanisme terbentuknya sel busa asal sel otot polos
belurn terungkap sepenuhnya.
Terdapat beberapa kontroversi rnengenai keberadaan otot polos
dalarn plak aterosklerosis. Ada pendapat yang rnenyatakan bahwa sel
otot polos merupakan kornponen normal di lapisan intirna pernbuluh arteri
rnanusia. Peran penting sel otot polos dalam pengatu&kornposisi
arte-
riosklerosis disebabkan oleh kemarnpuannya rnenghasilkan elernen
jaringan ikat khususnya kolagen, elastin dan proteoglikan. Sel otot polospun berperan seperti halnya fibroblas dalarn proses pernulihan arteri.
Seperti diutarakan di atas, pengetahuan rnengenai rnekanisrne
23
terbentuknya sel busa asal sel otot polos sangat terbatas. Nampaknya
sangat berbeda dengan makrofag, karena sel otot polos tidak mempunyai
reseptor spesifik untuk lipoprotein abnormal. Salah satu kemungkinan
adalah melalui proses fagositosis lipid asal makrofag yang nekrotik
O/Volfbauer et a/., 1986).
Plak lemak ("faffv alaaue")
.
Plak lemak menrpakan bentuk
lanjutan dari garit lemak yang dapat diperiksa biokimiawi (Small, 1988)
dan mikroskopis (Stary, 1990). Bila garit lemak berlanjut menjadi plak
aterosklerosis, tampak mobilisasi sel-sel otot polos dari lapisan media ke
intima diikuti dengan proliferasi sel-sel otot polos tersebut. Proses ini
dipengaruhi oleh PDGF (Ross, 1986 dan Walker et a/., 1986) yang
dihasilkan oleh makrofag, sel endotel dan sel otot polos. Beberapa sel
otot
polos
dilapisan
intima
kemudian
mengambil
lipid
dan
mengakumulasikan kolesteril ester dan berubah menjadi sel busa.
Flak berserabut. Selain plak lemak, dapat pula ditemukan plak
berserabut ("fibmafemma9ibmusplaque) yang dapat ditandai banyaknya
komponen berserabut (fibrin), sel-sel otot polos berkadar RER tinggi dan
banyaknya sel busa yang berasal dari sel otot polos. Bercak berserabut
biasanya dapat ditemukan pada dekade ke-4 dari kehidupan manusia.
24
Nekrosis pada bercak berserabut lebih besar, jumlah jaringan ikatnya
lebih banyak dan dari beberapa pengamatan tampak ada fibrin, perdarahan mikrovaskuler dan terjadi mineralisasi.
Dalam kondisi normal molekul lipoprotein terialu besar untuk
melewati sel endotel. Tetapi melalui proses endositosis yang tidak spesifik, lipoprotein ditransportasikan ke dalam arteri (Wiklund et a/., 1985).
'
Oleh karenanya untuk melihat metabolisme sel endotel atau peningkatan
konsentrasi lipoprotein plasma dalam pengambilan lipoprotein tidak sukar
untuk dilakukan. Karena masuknya lipoprotein ke dalam dinding arteri
tampaknya merupakan proses normal, maka mekanisme lain yang dapat
meningkatkan proses tersebut atau terjadinya penahanan lipoprotein atau
modifikasinya dapat memperburuk kejadian aterosklerosis.
Metabolisme Kolesterol dan Li~o~rotein
Kolesterol merupakan salah satu jenis lipid yang dapat dibedakan
dari trigliserida atau fosfolipidnya karena tidak mengandung gliserol,
melainkan terdiri atas inti steroid yang mengandung satu gugus hidroksil.
Sebagian besar kolesterol (G7H450H) tubuh dibentuk di dalam hati (de
novo sintesis) dari 3 molekul asam asetat yang akan tehentuk menjadi
1 molekul 3ihidroksi-3-metilglutaril-koenzim A (HMG-KoA) yang sdanjut-
nya akan diubah menjadi asam mevalonat oleh enzim HMGKoA
reduktase. Setelah beberapa tahapan kondensasi selanjutnya kolesterol
tersintesis.
Laju pembentukan kolesterol de novo tergantung oleh kadar koiesterol sel-sel hepatik melalui mekanisme umpan balik. Enzim HMG-KoA
reduktase merupakan enzim penentu ("rate limiting enzyme") yang
mengendalikan sintesis kolesterol de novo (Clinkenbeard et a/., 1975).
Ketja enzim HMG-KoA reduktase diatur oleh pool sterol seperti LDL dan
oksisterol pengatur melalui penghambatan pembentukan enzim mRNA,
penghambatan proses translasi mRNA akiat adanya metabolit nonsterol berasal dari asam mevalonat, dan konsentrasi kolesterol tinggi
dapat menyebabkan degradasi enzim HMG-KoA reduktase serta dapat
pula terjadi inaktivasi kerja enzim oleh protein kinase yang diaktivasi oleh
siklik adenosinmonophosfat (CAMP). Protein kinase akan mengaktiian
d
m fosfatase inhibitor yang akan menghambat kerja enzim fosfoprotein
fosfatase sehingga terjadi - penghambatan kerja enzim HMG-KoA
reduktase.
Kolesterol yang berasal dari makanan (eksogen) hanya 50% dapat
diserap oleh usus, selebihnya akan 1010s melalui f
TERHADAP ATEROGENESIS
PADA MONYET EKOR PANJANG (Macaca fascicularis)
DBSERTASB
Oleh:
Ligaya Ita Tumbelaka
PROGRAM PASCASARJANA
INSITUT PERTANIAN BOGOR
2000
ABSTRACT
An experiment to examine the effect of isoflavone and vitamin E on
atherogenesis in 72 adult ovariectomized cynomolgous monkeys
(Macaca fascicularis) was conducted at the Pusat Studi Satwa Primata IPB, Darmaga. The animals were divided into 3 groups of 24 monkeys
each. Group I-was given an atherogenic diet (A), group 11 an atherogenic
diet supplemented with soybean rich isoflavone (ISF, 122 mglkcallday)
and group Ill an atherogenic diet supplemented with soybean rich
isoflavone and vitamin E ( 399,2 mgl1800 kcallday) (ISF+E).
The
experimental diet was given for 24 months.
The goals of this research wwe to observe the influence of
isoflavon and its combination with vitamin E on (1) cholesterol metabolism
(hypolipidemik effect), (2) LDL resistance towards oxidation, and (3)
atherosclerotic plaque formation.
Blood samples for plasma lipid measurements were taken every
th-ree -months. At the end of the treatment period, LDLaxidation was
determined and animals were sacrificed. Left anterior descending (LAD)
and left circumflex coronary (LCX) artery tissues were processed for
morphometric analyses of plaque formation.
There were no significant effects of ISF and ISF + E
supple-menlation on the pias-ma @id pioflie (total plasma choiesteroi,
triglyceride, HDL and LDL-cholesterol) throughout the treatment period.
ISF had no effect on LDL oxidation (ex-vivo); however, ISF+ E significantly decreased LDL-oxidation by 45.6% (p c 0.05).
With regard to plaque formation, the ISF and ISF + E group
showed less formation compared to the A group (p < 0.05). Coronary
artery remodeling showed that the A group was the least reactive and
that compensation in LCX tended to be better compared to LAD in ail
groups. The data also indicated that more cellular plaques were present
in the ISF and ISF + E groups compared with the A group.
These findings suggest that there were no treatment effects on the
blood lipid profile and overall plaque progression, however, treatment with
ISF (with or without vitamin E) reduced the frequency of plaque presence.
Treatment with ISF + E promoted positive coronary artery remodeling,
that is it promoted compensatory enlargement during atherogenesis. It
also increased LDL resistance to oxidation.
RINGKASAN
Ligaya Ita Tumbelaka. Efek Isoflavon dan Vitamin E Terhadap
Aterogenesis pada Monyet Ekor Panjang (Macaca fascicularis).
Penelitian ini dibawah bimbingan Tonny Ungeret sebagai ketua, Andi
Hakim Nasoetion, Darwin Kajadi, Dondin Sajuthi dan Sulistiyani
sebagai anggota.
Untuk mengetahui efek isoflavon dan kombinasinya dengan
vitamin E terhadap aterogenesis yakni
'
proses pembentukan
aterosklerosis, 72 ekor monyet ekor panjang betina dewasa dan
diovariektomi digunakan dalarn penelitian ini. Berdasarkan bobot badan,
secara acak hewan dikelornpokan menjadi tiga kelompok dengan
masing-masing 24 ekor monyet.
Selama 24 bulan monyet pada
kelompok satu (A) menerima pakan aterogenik, pakan aterogenik
ditambah isoflavon (122 mg 11800 Kkal lhari) untuk kelompok dua (ISF)
dan pakan aterogenik ditambah isoflavon dan vitamin E ( 399, 2 mg
11800 Kkal Ihari) untuk kelompok tiga (ISF+ E).
Tujuan penelitian ini adalah untuk melihat pengamh isoflavon dan
kombinasinya dengan vitamin E (1) terhadap metabolisme kolesterol
(efek hipolipidemik), (2) terhadap kerentanan LDL terhadap oksidasi dan
(3) terhadap pembentukan plak atemma.
Selama masa percobaan beberapa pengukuran dilakukan.
Pengukuran bobot badan dilakukan bersamaan dengan waktu
pengambilan contoh darah untuk pemeriksaan total plasma kolesterol
(TPC), trigliserida (TG), Lipoprotein berdens'bs tinggi (HDL) dan rendah
(LDL). Kegiatan ini dilaksanakan pada bulan keO, ke-4, ke-6 dan setiap
tiga bulan sampai dengan bulan ke-18, dan setiap bulan sejak bulan ke-
19 sampai ke-24. Sebelum hewan di nekropsi, contoh darah diambil
guna pemeriksaan kerentanan LDL terhadap oksidasi CU'~. Pada akhir
peneiitian hewan di euthanasi dengan menggunakan sodium pentobarVial ( 100 mg 1 kg bobot badan, lntravena), selanjutnya pembuluh darah
jantung Left Ascending (LAD)dan Left Ciaurnflex (LCX) Artery Comnaria
-dievaluasiuntuk keberadaan plak ateroma.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa tidak terdapat pengaruh nyata
dari isofiavon dan kombinasinya dengan vitamin E temadap moduiasi
TPC, TG, HDL dan LDL. lsoflavon yang dikombinasikan dengan vitamin
E mampu menghambat oksidasi LDL sebesar 45,6% dibandingkan
dengan kelompok aterogenik (p < 0,05). Sedangkan mengenai pembentukan plak, isoflavon dan kombinasinya dengan vitamin E mampu
menurunkan frekuensi pembentukan plak serta meningkatkan pengaruh
kompensasi LAD dan LCX.
Dan data peneiitian ini dapat disimpuikan bahwa (1) tidak ada
pengaruh pada profil lipid darah, (2) tidak ada pengaruh perlakuan pada
progresi lesi aterosklerotik, namun pedakuan isoflavon dengan atau tanpa
vitamin E mengurangi frekuensi plak, (3) pemberian isofiavon dengan
vitamin E mendorong remodeling arteri koroner melalui kompensasi
pembesarannya selama aterogenesis dan (4) pembetian isoflavon dan
vitamin E meningkatkan resistensi LDL terhadap oksidasi.
EFEK ISOFLAVON DAN VITAMIN E
TERHADAP ATEROGENESIS
PADA MONYET EKOR PANJANG {Macaca fascicuIaris)
Oleh:
LIGAYA ITA TUMBELAKA
Disertasi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gekar Doktor
pada
Program Pascasajana, lnstitut Pertanian Bogor
PROGRAM PASCASARJANA
lNSlTUT PERTANIAN BOGOR
2000
: EFEK
ISOFLAVON DAN VITAMIN
E
TERHADAP ATEROGENESIS PADA MONYET
EKOR PANJANG (Macaca fascicularis)
Nama Mahasiswa : LIGAYA ITA TUMBELAKA
Judul Disertasi
Nomor Mahasiswa : 93549
Program Studi
: Sains Veteriner
Menyetujui
1. Komisi Pembimbing
Prof. drh. Tonny Ungerer, MS, PhD
n
Ketua
Anggota
2. Pelaksana Harian
Program Studi Sains Veteriner
Dr. I Wayan Teguh Wibawan, MS
Tanggal Lulus : 12 Desember 1997
Anggota
Penulis dilahirkan di Tangkuney (Sulawesi Utara) pada tanggal
30 Maret 1960 dari ayah bemama Lendy Roland Hendrik Benyamin
Tumbelaka dan ibu bemama Sophia Maria Theresia Pangalila
Tumbelaka.
Penulis menyelesaikan sekolah dasar di SD Fransiskus Asisi,
Menteng Dalem, Tebet, Jakarta Selatan pada tahun 1972. Tahun 1975
penulis lulus dari Sekolah Menengah Pertama St. Markus di Kelapa
Gading Cililitan, Jakarta Timur. Selanjutnya menyelesaikan Sekolah
Menengah Atas pada tahun 1979 di Sekolah Indonesia Bangkok,
Bangkok, Thailand.
Jenjang pendidikan tinggi diperoleh pada Fakultas Kedokteran
Hewan lnstitut Pertanian Bogor (FKH-IPB), Bogor. Sajana Kedokteran
Hewan diperoleh pada tahun 1983. Sejak saat ini penulis menjadi staf
muda di Jurusan Reproduksi dan Kebidanan FKH-IPB. Gelar dokter
hewan diperoleh pada tahun 1984 dari perguruan tinggi yang sama.
Pada tahun 1987 penulis mendapatkan kesempatan untuk
mengikuti pelatihan mengenai reproduksi dan kesehatan satwa primata
serta mempelajari teknik laboratorium diagnostik hormonal " Radio-
immunoassay" (RIA) di Oregon Regional Primate Research Center,
Beaverton, Oregon, USA.
Selanjutnya penulis mendapatkan
kesempatan untuk melanjutkan pendidikan ke jenjang strata 2 (S2) di
Fakultas Peternakan, Oregon State University, Corvallis, Oregon, USA
pada tahun 1988 untuk mendalami bidang Biologi Reproduksi dan
Endokrinologi.
Studi S2 diselesaikan pada tahun 1990.
Dana
pendidikan didapatkan dari beasiswa Bank Dunia XVll (PAU llmu
-
Hayati IPB).
Penulis mendapatkan kesempatan juga untuk menjalani program
spesialisasi dibidang kesehatan satwa primata dari tahun 1990 sampai
tahun 1992 di Department of Comparative Medicine, Bowman Gray
School of Medicine, Wake Forest University, Winston Salem, North
Carolina, USA. Selain mempelajari kesehatan satwa primata, beberapa teknik laboratorium yang berkaitan dengan biologi molekuler juga
dipelajari.
Setelah kembali ke tanah air pada tahun 1992, sampai saat ini
penulis aktif bekerja sebagai staf pengajar di Jurusan Reproduksi dan
Kebidanan FKH-IPB.
Pada tahun 1993 penulis mendapatkan
kesempatan kembali untuk melanjutkan pendidikan strata 3 di lnstitut
Pertanian Bogor pada program studi Sains Veteriner dengan dana
TPMD dan bantuan dana penelitian dari dana hibah bersaing kontrak:
06IP21TPIDPPMI96IPHBI2NI1996 atas nama drh. Sulistiyani, MSc,
PhD serta dana penelitian keja sama antara Pusat Studi Satwa
Primata Lembaga Penelitian - IPB dengan Department of Comparative
Medicine, Bowman Gray School of Medicine of Wake Forest University.
UCAPAN TERIMA KASlH
Puji dan syukur dipanjatkan ke hadirat Allah Bapa yang maha
pengasih dan penyayang karena dengan berkat dan rahmatnya penulis
dapat menjalankan dan menyelesaikan tugas belajar jenjang strata 3
pendidikan pascasarjana lnstitut Pertanian Bogor, di Bogor.
Dengan selesainya tugas ini, penulis mengucapkan penghargaan
setinggi-tingginya dan terima kasih yang sedalam-dalamnya kepada
yang terhorrnat Bapak Prof. Dr. drh. Tony Ungerer, MS, PhD, selaku
ketua komisi pembimbing; Bapak Prof. Dr. Ir. H. Andi Hakim Nasoetion,
Bapak Prof. Dr. Darwin Karjadi, Bapak drh. Dondin Sajuthi, MST, PhD
dan Ibu drh. Sulistiyani, MSc, PhD; masing-masing sebagai komisi
pembimbing, atas segala bimbingan selama masa pendidikan ini.
Ucapan terima kasih juga ditunjukan kepada penguji luar komisi: Dr.
Koudy J. Williams dari Bowman Gray School of Medicine, Wake Forest
University, North Carolina, USA dan Ibu Dr. dr. Siti Fadillah Supari dari
bagian Kardiologi Fakultas Kedokteran Universitas Indonesia dan
Rumah Sakit Jantung Harapan Kia, Jakarta.
Penulis mengucapkan terima kasih dan sangat menghargai
bantuan moral dan material yang diberikan oleh dr. Irma Suprapto, MS,
Debby Golden; drh: Nengah, Made, Ivov, Emi dan Agustin; Ir: Frida,
Hari W, MS dan Ramon Janis, MM; Dra: Maryati, Zita dan Uken, PhD;
Shilmy, Nung, Dayat, Ucup, Yana, Mulyana, Suhendar, Hendi, Tati dan
Ayu serta semua keeper di Penangkaran Monyet PSSP - Darmaga,
karena dengan bantuan mereka maka proses penelitian, presentasi
dan penulisan dapat berjalan dengan lancar.
Akhimya ucapan terima kasih kepada orang tua, adik-adik dan
akak-kakak beserta keluarganya yang dengan penuh pengertian dan
kasih sayang mendoakan dan menyokong baik moral dan material
hingga akhir tugas.
Bogor, Desember 1997
DAFTAR IS1
Halaman
............................................................
ABSTRACT .....................................................................
R1NGKASAN ...................................................................
HALAMAN PENGESAHAN .................................... ..............
vi
RIWAYAT HlDUP ...............................................................
viii
....................................................
xi
DAFTARISI ......................................................................
xiii
DAFTAR TABEL .................................................................
xvi
DAFTAR GAMBAR .............................................................
xvii
..........................................................
DAFTAR SINGKATAN ........................................................
PENDAHULUAN ...............................................................
Latar Belakang ........................... ............... ...... ..............
Kerangka Pemikiran ......................................................
xix
HALAMAN JUDUL
UCAPAN TERIMA KASIH
DAFTAR LAMPIRAN
i
ii
iv
xxi
1
1
7
Perumusan Masalah ......................................................
8
Tujuan dan Hipotesis ......................................................
11
TINJAUAN PUSTAKA .........................................................
12
Aterosklerosis ...............................................................
12
......................
Patogenesis Ateroskierosis ........................................
13
Tahap pembentukan plak ateroma .............................
20
Metabolisme Kolesterol dan Lipoprotein ..............................
24
Metabolisme Kilomikron..........................;........... ....
27
Metabolisme Lipoprotein Berdensitas Sangat Rendah ...
30
Distribusi Lokasi Kejadian Aterosklerosis
14
Halaman
Metabolisme Lipoprotein Berdensitas Rendah ................
30
Metabolisrne Lipoprotein Berdensitas Tinggi .................
33
Radikal Bebas dan Antioksidan ........................................
36
Radikai Bebas ......................................................... 36
Antioksidan.............................................................
37
Modifikasi LDL ( LDLteroksidasi) .......................................
42
Mekanisrne seluler LDLteroksidasi pada Aterogenesis ......
44
MATERI DAN METODE PERCOBAAN ...................................
48
...............................................................
Metode Percobaan ........................................................
Rancangan penelitian dan tahapan kerja .............................
Adaptasi ................................................................
Perlakuan..............................................................
Peubah .................................................................
LDL-teroksidasi ......................................................
Luas Plak Aterogenik dan Luas Lumen ........................
Analisis Statistik .........................................................
HASlL DAN PEMBAHASAN .................................................
Bobot Badan ................................................................
48
Hewan Coba
48
48
50
51
51
53
54
55
57
57
Pengaruh isoflavon dan kombinasinya dengan vitamin E
terhadap gambaran lipid darah .......................................
58
Pengaruh isoflavon dan kombinasinya dengan vitamin E
terhadap kerentanan LDL teroksidasi ..............................
65
Pengaruh isoflavon dan kombinasinya dengan vitamin E
terhadap pembentukan plak ateroma ................................
66
Kesimpulan ..................................................................
78
xiv
Halaman
...........................................................
.....................................................................
DAFTAR PUSTAKA
79
LAMPIRAN
98
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel I.Komposisi Pakan ................................................
52
Tabel 2. Rataan konsentrasi TG, kolesterol HDL dan kolesterol
LDL
standar deviasi pada bulan ke-24 masa
percobaan ........................................................
63
Tabel 3. Korelasi antara luas plak ateroma dan luas lumen LAD
dan LCX ............................................................
75
*
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1.
Bagan alir kerangka pemikiran
........................
10
Gambar 2.
Tahap kejadian selular dan molekular dalam
potogenesis aterosklerosis .............................
21
Gambar 3.
Komposisi lipoprotein dalam serum darah ...........
28
Gambar 4.
Proses pengaturan metabolisme kolesterol melalui
mekanisme LDL reseptor oleh set fibroblast
manusia ....................................................
32
Diagram transport lemak eksogenus dan
endogenus ...................................................
35
Struktur kimiawi senyawa isoflavonida: genestein,
daidzein dan glycetein ....................................
40
Gambar 7.
Rancangan penelitian ....................................
49
Gambar 8.
Lokasi potongan LAD dan LCX yang dievaluasi ....
54
Gambar 9.
Rataan bobot badan ketiga kelompok perlakuan
selama perqbaan ........................................
58
Gambar 10. Rataan TPC ketiga kelompok perlakuan seiama
percobaan ....................................................
59
Gambar 11. Rataan TG ketiga kelompok perlakuan selama
percobaan ....................................................
61
Gambar 12. Rataan kolesterol HDL ketiga kelompok perlakuan
selama percobaan .........................................
61
Gambar 5.
Gamba: 6.
r
Halaman
Gambar 13. Rataan kolesterol LDL ketiga kelompok periakuan
selama percobaan .........................................
62
Gambar 14. Pengaruh isoflavon dan kombinasinya dengan
vitamin E terhadap kerentanan LDL terhadap
oksidasi Cu +2 ex-vivo .....................................
67
Gambar 15. Pemotongan melintang LAD normal (pewamaan
Verhoeff-van Gieson, pembesaran 40 X) .........
68
Gambar 16. Pemotongan melintang LAD dengan plak
konsentrik (pewamaan Verhoeff-van Gieson,
pembesaran 40 X) ..........................................
68
Gambar 17. Pemotongan melintang LCX dengan plak eksentrik
(pewamaan Verhoeff-van Gieson,
pembesaran 40 X) .........................................
69
Gambar 18. Rataan frekuensi pembentukan plak pada ketiga
kelompok perlakuan ......................................
70
Gambar 19. Persentasi rataan frekuensi kornposisi selular
pada LCX dan LAD terhadap ketiga kelompok
perlakuan ....................................................
72
Gambar 20. Hubungan antara luas plak (LA) dan luas Lumen
(LL) pada LAD dan LCX (A), dan terhadap
perlakuan A, ISF dan ISF + E (6,C) ...................
76
xviii
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1.
Protokol pengukuran LDL-teroksidasi ..............
Lampiran 2.
Protokol pemrosesan jaringan
......................
106
Lampiran 3.
Pengelompokan dan keterangan hewan
Penelitian .................................................
108
Tabel bobot badan dan analisis statistik
kelompok A, ISF dan (ISF+E) selama masa
percobaan ................................................
109
Tabel total plasmakolesterol dan analisis
statistik kelompok A, ISF dan (ISF+E) selama
masa percobaan ........................................
114
Tabel plasma trigliserida dan analisis statistik
kelornpok A, ISF dan (ISF+E) selama masa
percobaan ................................................
118
Tabel total plasma kolesterol HDL dan analisis
statistik kelompok A, ISF dan (ISF+E) selama
masa percobaan ........................................
122
Tabel total plasma kolesterol LDL dan analisis
statistik kelompok A, ISF dan (ISF+E) selama
masa percobaan ........................................
126
Tabel data dan analisis statistik kerentanan
ex V ~ V O...............
LDL terhadap oksidasi C U * ~
129
Data dan analisis statistik histomorfometrik plak
ateroma di LAD .........................................
132
Lampiran 4.
Lampiran 5.
Lampiran 6.
Lampiran 7.
Lampiran 8.
Lampiran 9.
Lampiran 10:
99
Halaman
Lampiran 11.
Data dan analisis statistik histomorfometrik
plak ateroma di LCX ................................... 138
tampiran 12.
General Linear Model Procedures (MANOVA
semua peubah) ..........................................
144
Data luas plak tertinggi pada LAD untuk
perhitungan regresi luas plak dan luas lumen ...
149
Data luas plak tertinggi pada LCX untuk
perhitungan regresi luas plak dan luas lumen ...
150
Regresi luas lumen (LL) dan Luas Plak (LP=IA)
pada LAD dan LCX terhadap periakuan A, ISF
dan ISF+E ................................................
151
Lampiran 13.
Lampiran 14.
Lampiran 15.
DAFTAR SINGKATAN
ACAT = AcylCoA:cholesterol acyltransferase = enzim kolesterol
asiltransferase
bFGF= Basic Fibroblast Growth Factor
c AMP = Cyclic Adenosinmonophosfat
CETP = Kolesterol Ester Tranferase Protein
CHOD-PAP = Cholesterol Oxidase-P-Aminophenozone
DNA = DioxyribonucleicAcid
ELAM-1 = Endothelium Leukocyte Adhesion Molecule-I
GM-CSF = Granulocyt-Monocyte Colony Stimulating Factor
GMP-140 = Granule Membran Protein 140 Kda
GPO-PAPA = Glycerol Phosphate Oxidase-P-Phenozone
HDL = High Density Lipoprotein = Kolesterol Berdensitas
Tinggi
HMGKoA = 3-Hidroksi-3-Metilglutaril-Koenzim A
ICAM-1 = Intracellular Adhesion Molecule-I
IDL = Intermediate Density Lipoprotein = Lipoprotein
Berdensitas Menengah
IELL = Internal Elastic Lamina Length
Kip A = Kelompok Menerima Pakan Aterogenik
Klp ISF + E = Kelompok Menerima Pakan Aterogenik Ditambah
lsoflavon Dan Vitamin E
Klp ISF = Kelompok Menerima Pakan Aterogenik Ditambah
lsoflavon
LAD = Left Anterior Descending
LCX = Left Circumflex
LDL = Low Density Lipoprotein = Kolesterol Berdensitas
Rendah
LL = Luas Lumen
LP = Luas Plak
MANOVA = Metode Pengujian Analisis Peubah Ganda
M-CSF = Monocyte Colony Stimulating
MDA = Malondealdehida
Mf = Macaca fascicularis
OVX = Ovariektomi
PDGF = Platelet-Derived Growth Factor
PJK = Penyakit Jantung Koroner
PKV = Penyakit Vaskuler
PPACK = D-Phenylalanil, L-Prolyl-Arginine Chloromethyl Keton
PSSP = Pusat Studi Satwa Primata
RER = Endoplasmik Retikulum Kasar
SOD = Superoksida Dismutase
T B M = Thiobarbituric Acid-Reactive Substance
TG = Trigliserida
TPC = Total Plasma Kolesterol
K A M - 1 = Vascular Cell Adhesion Molecule-1
VLDL = Very Low Density Lipoprotein = Lipoprotein Berdensitas
Sangat Rendah
WHO = World Health Organization
EFEK ISOFLAVON DAN VITAMIN E TERHADAP ATEROGENESIS
?ADA MONYET EKOR PANJANG
( Macaca fascicularis)
PENDAHULUAN
Latar belakang
Aterosklerosis merupakan penebalan dan pengerasan dinding
arteri yang dikenal sebagai plak ateroma.
Pembentukan plak
disebabkan kerusakan pada lapisan endotel dan proliferasi sel otot
polos yang tidak terkendali, disertai akumulasi komponen ekstraselular
dan proses perbarahan (Grundy, 1990 dan St. Clair, 1991) sehingga
dapat menyumbat pembuluh darah. Aterosklerosis koroner dikenal
sebagai penyakit jantung koroner (PJK) yang merupakan salah satu
'
manifestasi penyakit vaskular (PKV).
Data epidemiologis menunjukan keterkaitan diit tinggi kolesterol
dan hiperkolesterolemia dengan kejadian aterosklerosis. Ross (1976)
mengemukakan bahwa hiperlipidemia, khususnya hiperkolesterolemia,
merupakan penyebab utama aterosklerosis. Pendapat ini didukung
oleh European Atherosclerosis Society (1992) yang menemukan
bahwa hiperkolesterolemia menempati peringkat pertama sebagai
faktor resiko PJK.
Dalam dua dekade terakhir tampak ada peningkatan kesejahteraan bangsa lndonesia terrnasuk aspek kesehatan warganya.
Namun, disesalkan bahwa ha1 ini dibarengi dengan perubahan pola
makan tradisional yang mengandung banyak karbohidrat dan sayuran
ke pola barat yang komposisinya tinggi protein, lemak, gula dan garam
tetapi miskin serat (Slamet Suyono, 1993). Transisi inilah menyebabkan penyakit kardiovaskular di lndonesia menjadi peringkat utama
sebab kematian.
Kedudukan PKV sebagai penyebab kematian di
lndonesia dari tahun-ketahun terus meningkat: pada tahun 1972
menempati peringkat ke-11 (Litbang Depkes, 1972), meningkat
menjadi peringkat ke-3 pada tahun 1986 (Budiarso et a/, 1986) dan
menjadi urutan pertama sejak tahun 1992 dengan morbiditas sebesar
16,5% (Sumantri, 1992) yang kemudian meningkat mencapai 24,2%
pada tahun 1995 di Jawa dan Bali (Djaja, 1977). Tingkat kematian di
Indonesia akibat PKV dilaporkan sebanyak 0,005% pada-umur 15-24
tahun dan 0'94% pada yang berumur lebih dari 55 tahun (WHO, 1993).
Penyebab PKV di indonesia dapat dikaitkan dengan faktor resikonya,
tercatat sebanyak 59,9% laki-laki dan 5,9% wanita lndonesia yang
merokok, 13,6% laki-laki dan 16,0% wanita yang hipertensif dan 12,5%
menderita kegemukan. Sedangkan kadar serum kolesterol rata-rata
laki-faki dan wanita Indonesia berturut-turut adalah 199,9 mgldl dan
206,6 rngldl. Dibandingkan dengan negara barat nilai ini lebih rendah
akan tetapi relatif lebih tinggi dibandingkan dengan orang Jepang yang
rata-rata hanya 190,O mgldl (WHO, 1993).
Insiden PJK di kota-kota besar di lndonesia cenderung meningkat (Darmojo, 1987).
Menumt Rilantono (1992) PJK merupakan
penyebab kematian utama pada kelompok penduduk lndonesia bentsia
40 tahun keatas, sedangkan di Jakarta kematian yang disebabkan oteh
PJK mencapai angka kekerapan sebesar 13% (Tim Monika, 1992)
Data global mengenai PKV yang dikeluarkan oleh World Health
Organization (1993) menggambarkan bahwa kerugian akibat PKV tidak
hanya berupa kematian melainkan juga kejadian stroke serta
manifestasi lain (25-30%). Dengan demikian kerugian yang diderita
tidak hanya penurunan jumlah sumber daya manusia namun juga
*
produktivitas kej a (Suroto, 1988).
Keberhasilan Pembangunan Jangka Panjang Tahap I di Indonesia antara lain adalah peningkatan usia harapan hidup manusianya dari
60 tahun menjadi 65 tahun untuk pria dan 71 tahun untuk wanita.
Sehubungan dengan kesehatan wanita, banyak masalah timbul setelah
m r e k a mencapai masa pasca-menopause baik secara alamiah
maupun akibat tindak bedah (ovariektomi) (Rosenberg et a/., 1981).
Pada usia 40 tahun wanita akan menginjak masa pramenopause (4-5
tahun sebelum masa menopause), diikuti masa menopause dan pasca
menopause (49-52 tahun). McGill dan Stem (1979) melaporkan bahwa
kejadian PJK akibat aterosklerosis pada wanita masa produktif
(pramenopause) lebih rendah dibandingkan pria pada usia yang sama.
Hal ini merupakan pertanda kuat bahwa wanita masa produktif
dilindungi terhadap aterosklerosis melalui kadar estrogen yang tinggi.
The Framingham Study ( Lerner dan Kannel, 1986) mengungkap perbandingan angka morbiditas PJK pada wanita dan pria sebesar
4 :2pada usia produktif. lnsiden PJK pada wanita berusia lebih dari 55
tahun adalah sebesar 20 kali dibandingkan wanita lebih dari 35 tahun. Caju peningkatan angka morbiditas pada wanita lebih dari 45 tahun
sangatlah cepat.
Pola yang sama tampak pada mortalitas wanita
akibat PJK.
Pemberian estrogen pengganti pada wanita pasca-menopause
sebagai terapi jangka panjang memperbaiki gambaran dislipidemia
yakni ada kenaikan kolesterol berdensitas tinggi (high density
Cipoprotein = HDL) dan apolipoprotein A-I, serta menurunkan kolesterol
berdensitas rendah (low density lipoprotein = LDL) dan lipoprotein (a).
Terjadi pula peningkatan elastisitas pembuluh darah melalui penurunan
sintesis kolagen dan penurunan kecenderungan hiperplasia miointimal.
Selain itu ada peningkatan produksi prostasiklin sebagai penghambat
agregasi platelet serta peningkatan dilatasi pembuluh darah (Samaan
dan Crawford, 1996).
Oi pihak lain beberapa studi melaporkan bahwa terapi horrnon
estrogen pengganti (HEP) dapat meningkatkan risiko kejadian kanker
endometrium (Ziel dan Finkle, 1975) dan payudara (Nancy, 1996).
Sedangkan Rosenberg (1989) mengemukakan bahwa risiko PJK pada
wanita perokok dan pemakai pi1 kontraseptif akan meningkat dua kali
lipat.
Belakangan ini terdapat cukup banyak data yang menunjukan
keteriibatan oksidasi lipoprotein dalam patogenesis aterosklerosis.
Telah diamati bahwa LDL teroksidasi akan ditangkap oleh sel makrofag
diikuti dengan pembentukan sel busa (Steinbrecher et a/., 1984) yang
mncirikan terbentuknya lesi aterosklerosis. Antioksidan dapat menghambat proses oksidasi LDL dan dengan demikian pembentukan aterosklerosis dapat ditekan.
Beberapa jenis antioksidan telah diteliti daya kerjanya sehubungan dengan kemampuannya melindungi LDL terhadap oksidasi.
Suplementasi vitamin E (a-tokoferol) pada diit dapat menurunkan
resiko PJK sebesar 34% (Manson et a/., 1991).
Temuan lain
mengungkapkan bahwa vitamin E mampu menekan pembentukan
aterosklerosis pembuluh koroner pada monyet ekor
panjang
(Verlangiari dan Bush, 1992) dan ada data yang menyatakan bahwa
penurunan PJK pada wanita pasca-menopause hampir sama dengan
pemberian HEP ( Stampfer et a/., 1985). Penelitian Reaven et a/.
(1993) melaporkan bahwa pemberian vitamin E dosis tinggi pada
manusia meningkatkan resistensi LDL terhadap oksidasi in v h .
Isoflavon, suatu fitoestrogen, yang ditemukan dalam kedelai,
juga dilaporkan mempunyai daya antioksidan (Seeger et a/., 1988) dan
mempunyai sifat antikarsinogenik (Peterson dan Barnes, 1991;
Yanagihara et a/., 1993) serta memperlihatkan sifat hipolipidemik pada
tikus (Sharma 1978; 1979). Studi epidemiologi di Jepang menunjukan
tirtgkat kematian wanita akibat kanker payudara rendah karena mereka
makan cukup kacang kedelai (Aldercreutz et a/., 1991; Cassidy et a/.,
1994).
Penelitian
mengenai
aterosklerosis
telah
menggunakan
beberapa jenis hewan model, antara lain Kritchevsky (1970) pada
kelinci, Clarkson (1972) pada burung dara dan Wagner et al. (1978)
pada monyet ekor panjang (Macaca fascicularis). Penelitian mereka
menunjukan bahwa komposisi diit sangat
aterogenesis.
Hamm et
81.
berpengaruh pada
(1983) menemukan pembentukan lesi
aterosklerotik pada monyet ekor panjang betina yang serupa dengan
k s i pada wanita. Kelompok Adams et a/. (1995) juga menggunakan
monyet ekor panjang betina dewasa yang di ovariektomi, untuk melihat
pengaruh perlindungan estrogen pada aterogenesis.
Keranaka Pemikiran
Sudah diketahui bahwa risiko PJK pada wanita pasca-menopause meningkat (McGill dan Stem, 1979). Mengingat bahwa wanita
usia 42-58 tahun masih produktif maka perlu upaya pencegahan
terhadap PJK. Penanggulangan masalah kesehatan wanita di negarafiegara maju khususnya bagi wanita pasca-menopause dilaksanakan
dengan HEP ataupun dikombinasikan dengan progesteron. Terapi
hormon pengganti tidak saja efektif untuk menekan semua gejala
menopause tetapi juga untuk pengobatan dan pencegahan kelainan
8
menopause jangka panjang yakni PKV dan osteoporosis (Bush et a/.,
1987; Gruchow et a/., 1988; Henderson et a/., 1988; Sulivan et a/.,
1988; Stampfer et a/., 1991; serta Stampfer dan Colditz, 1991).
Akan tetapi penggunaan HEP disertai pula dengan berbagai efek
samping, seperti risiko terkena kanker endometrium (Ziel dan Finke,
1975) dan payudara (Nancy, 1996).
Oleh karena itu perlu dicari
senyawa yang mempunyai daya keja estrogenik, akan tetapi tidak
memberikan efek samping seperti di atas.
Perurnusan Masalah
Steinbrecher et a/. (1984) dan Morel et a/. (1984) memperlihatkan bahwa kehadiran antioksidan dapat menghambat LDL teroksidasi oleh sel endotel dan otot polos. Vitamin E merupakan salah satu
antioksidan yang diteliti. Hasil Nurse Heath Study mengetengahkan
bahwa penambahan diet dengan vitamin E menurunkan risiko PJK
sebanyak 34% (Manson et a/., 1991). Data epidemiologik yang terbaru
mengenai penambahan antioksidan khususnya vitamin E pada diit
menunjukan hasil yang hampir sama dengan HEP dalam menurunkan
risiko PJK bagi wanita pasca-menopause (Stampfer et a/., 1993 dan
Uritchevsky et a/., 1995). Selain vitamin E, kelompok isoflavon yang
9
ditemukan dalam kedelai, juga dilaporkan mempunyai daya antioksidan
karena rnerupakan kosubstrat pada proses reaksi enzimatik hidroperoksidase ( Seeger et a/., 1988). De Whalley ef al. (1990) melaporkan bahwa pada studi in vitro oksidasi LDL oleh CuS04 dapat dihambat dengan kehadiran komponen flavonoid. Disarankan adanya
potensi flavonoid dalam melindungi LDL terhadap oksidasi, sehingga
dapat menghambat pembentukan lesi aterosklerosis. Bila komponen
flavonoid ini ada dalarn diit maka senyawa ini dapat dipakai sebagai zat
antiaterogenik.
Kebanyakan data yang ada merupakan hasil penelitian in vifm.
Efek isoflavon dan kombinasinya dengan vitamin E sebagai antioksidan
serta proteksinya terhadap oksidasi LDL in vivo belum pemah
dilakukan. Bagan alir kerangka pemikiran dapat diikuti pada Gambar 1.
PJK pada Wanita Pasca-menopause
I
Hormon Estrogen Pengganti
I
2
Pencegahan PJK
Efek
samping:
Kanker
rahim dan
payudara
lntewensi Diit
-
8 PlAK ATEROMA
melalui
8 LDL-TEROKSIDASI
PENGGUNAAN ANTlOKSlDAN
4 VITAMIN E
4 ISOFLAVON (ASAL KEDELAI)
PENGARUH ANTIATEROGENIK DARl ISOFLAVON
DAN KOMBINASINYA DENGAN VITAMIN E
4 DISLIPIDEMIA (KOL, TG, LIPOPROTEIN)
+ RESISTENSI LDL TERHADAP OKSlDASl
4 ATEROGENESIS
2
Gambar 1. Bagan alir kerangka pemikiran
11
Tuiuan Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan pada monyet ekor panjang (Macaca
fascicularis) betina dewasa yang diovariektomi dan hiperkolesterole-
mik. Tujuan penelitian ini adalah untuk:
(I
) mempelajari perubahan gambaran lipid darah akibat pemberian
isoflavon dan kombinasinya dengan vitamin E
(2) mempelajari manfaat isoflavon dan kombinasinya dengan
vitamin E sebagai anti oksidan, dan
(3) mempelajari manfaat isoflavon dan kombinasinya dengan
vitamin E terhadap aterogenesis
Hipotesis
Hipotesis yang dapat diajukan adalah suplementasi isoflavon dan
kombinasinya dengan vitamin E:
(1) mampu menurunkan kadar lipid darah
(2) meningkatkan resistensi LDL terhadap oksidasi dan
(3) mengurangi pembentukan lesi aterosklerotik
TINJAUAN PUSTAKA
Aterosklerosis
Aterosklerosis merupakan penyakiyang tidak berdiri sendiri. Pada
perkembangan pembentukannya ditemukan proses perbarahan selular
akibat espon terhadap perlukaan yang selanjutnya diikuti dengan proses
regenerasi dinding arteri.
Oleh kanenanya Ross dan Fuster (1996)
mengemukakan bahwa aterosklerosis bukan mefupakan suatu penyakii
degeneratif dinding arteri. Perubahan awal tejadi pada lapisan intima
arteri besar dan sedang dirnana didapatkan penimbunan lemak yang
paling diketahui dalam bentuk kolesterol atau kolesterol ester, protein dan
karbohidrat, komponen seluler terrnasuk sel otot polos, makrofag dan
hfosit. Plak yang dicirikan dengan adanya penimbunan lemak diikuti
dengan pengendapan komponen darah, sel ektraselular matrik seperti
proteoglikan, elastin serta kolagen, otot-otot polos yang mengandung
banyak endoplasmik retikulum kasar (RER) yang sering tampak dikelilingi
proteoglikan disebut atema.
Ateroma adalah manifestasi arteriosklerosis yang berarti pengerasan dinding arteri. SWerosis berasal dari kata Yunani yang berarti
keras. Tergantung dari derajat perkembangannya, pada tahap awal
biasanya belum ada pengerasan. Pada tahap berikutnya bila telah teqadi
13
proses pembentukan kolagen dan atau pengendapan kalsium maka tejadilah pengerasan dinding arteri. Akhirnya teqadi nekrosis dan trombosis
pada arteri. Sklerosispun dapat tejadi akibat kalsifikasi pada lapisan
media muskularis pembuluh arteri tanpa terlihat adanya kemsakan dan
pertemakan pada lapisan intima pembuluh arteri. Penyaki ini disebut
sklerosis medial. Lokasi dimana bercak tejadi berbeda di sepanjang
pembuluh arteri dan tingkat keparahannyapun berbeda pada arteri satu
dengan lainnya (Jubb, Kennedy dan Palmer, 1985).
Distribusi Lokasi Keiadian Aterosklerosis
Jubb et al. (1985) menjelaskan bahwa sklerosis dapat tejadi di
beberapa tempat sepanjang pembuluh arteri. Kerusakan yang paling
tinggi terdapat pada aorta dan arteri koronaria, biasanya di bagian
percabangan. Selain itu tempat lain yang sering mengalami kemsakan
adalah arteri iliaka di bagian kaki, arteri vertebral dan arteri basiler otak,
arteri mesenterika dan arteri renalis, dimana derajat keparahannya lebih
terkait dengan derajat keparahan yang tejadi di aorta.
Keparahan
kemsakan aorta abdominalis lebih tinggi dibandingkan dengan aorta
torasika. Yang paling parah terietak pada sepeftiga bagian bawah aorta.
Faktor'yang mempengaruhi derajat keparahan belum diketahui.
Dilihat dari perbedaan anatomi pembuluh arteri sepanjang sistem
14
sirkulasi darah bagi masing-masing individu tidaklah banyak berbeda,
tetapi penyebaran kejadian arteriosklerosis menampakan variasi. Kemungkinan kondisi sel endotel memegang peranan penting dalam
penentuan laju kejadian aterosklerosis.
Fungsi sel endotel pembuluh darah adalah mengatur pemasukan
makmmolekul seperti lipoprotein dan juga menjaga permukaan lapisan
pembuluh darah tidak bersifat trombogenik. Sedangkan pengaturan
permeabilitas pembuluh darah terhadap makromolekul dikendalikan
melalui pembatas antar sel yang disebut "tight cell / cell juncb;onn yang
juga mengatur laju transitosis.
Patoslenesis Aterosklerosis
Aterosklerosis merupakan suatu proses biokimiawi yang rumit
(Grundy, 1990). Sampai saat ini ada beberapa teori yang menjelaskan
terjadinya aterosklerosis yaitu hipotesis respon terhadap perlukaan,
hipotesis lipid dan hipotesis gabungan.
Proses aterosklerosis diawali dengan hilangnya lapisan sel endotel
yang diikuti dengan agregasi sel trombosit diikuti dengan pengeluaran
faktor pertumbuhan yakni "Platelet Derived Gmwth F&t'
(PDGF) yang
dapat menstimulasi migrasi dan proliferasi sel-sel otot polos di dalam
+apisan intima. Penelitian lain (Ross, 1986) menyatakan bahwa penyebab
spesifik pada awal aterosklerosis bukanlah akibat kehilangan sel endotel
yang melapisi tunika intima dan penempelan set trombosit.
Hasil
pengamatannya mengemukakan bahwa kehilangan sel endotel baru
ditemukan setelah proses pembentukan aterosklerosis bejalan lebih
lanjut.
Jadi istilah hilangnya sel endotel pada lapisan intima pada
hipotesis respon terhadap pedukaan pedu direvisi menjadi disfungsi
endotel.
Terkelupas dan menghilangnya lapisan sel endotel atau menumnnya fungsi sel endotel dapat disebabkan -oleh faktor mekanis seperti
aliran darah yang deras dan bertekanan tinggi (Cotran dan Munro, 1988),
faktor kimiawi akibat kekurangan oksigen (hipoksemia), faktor imunologis
(Moyer, 1991) dan adanya infeksi virus ( DeBakey, 1990).
Tejadinya disfungsi endotel dan atau hilangnya sel endotel merupakan awal pembentukan plak ateroma yang ditandai dengan meningkatnya adhesi monosit pada endotel arteri (Joris et a/., 1983) yang dipiar
deh intracellular adhesbn molecule1 (ICAM-1) yang juga akan menarik
rteutrofil dan limfosit. Sedangkan endothelium leukocyte adhesion moEecule-1 (El#M-1) meningkatkan interaksi antara monosit dan T-limfosit,'
dan vascular cell adhesion molecule-1 (VCAM-1) meningkatkan ikatan
antara monosit dan sel T-limfosit ( Joris et a/., 1983).
Sel endotel dan trombosit menghasilkan granule membmn pmtein
140 kDA (GMP-140) yang dapat mengikat netrofil dan monosit, sehingga
bila sel endotel teraktivasi dengan cepat tejadi translokasi netrofil dan
monosit kedalam membran (Carlos dan Haran, 1990). Walaupun masih
merupakan suatu spekulasi, setelah monosit menempel pada endotel,
monosit melanjutkan proses migrasinya ke lapisan intima (Munro dan
Cotran, 1988). Mekanisme migrasi belum temngkap sepenuhnya namun
sudah ada hipotesis Steinberg (1991) yang menyatakan bahwa proses
migrasi berkaitan dengan kehadiran monocyte chemoattracfant pmfein-l
(MCP-1) yang dihasilkan dan disekresikan oleh sel endotel, otot polos
dan makrofag yang banyak ditemui pada plak ateroma baik pada
manusia maupun kelinci (Yla-Herttualla et al., 1991).
Masuknya monosit kedalam dinding arteri merupakan ha1 yang
berguna dalam membantu menghilangkan endapan yang terbentuk.
Pembersihan dilakukan oleh sel makrofag yang berasal dari modifikasi
monosit. Akan tetapi apabila prosesnya bejalan kronis, seperti halnya
pada proses imflamasi kronis, maka proses pengambilan monosit OM
lapisan endotel arteri ini dapat bersifat memsak. Sampai saat ini mekarlisme yang menyebabkan berlangsungnya pembahan monosit menjadi
makrofag belum diketahui, akan tetapi diketahui bahwa konsentrasi akumulasi lipoprotein abnormal rata-rata tinggi dalam makrofag.
17
Walaupun teori respon terhadap periukaan masih tetap dipakai
hingga saat ini, tetapi untuk dapat menyatakan bahwa teori tersebut
merupakan penyebab tunggal dalam patogenesis aterosklerosis tetap
diperlukan pembuktian lebih lanjut.
is (ioia Hiperlipidemia, khususnya hiperkolesterolemia
merupakan penyebab utama aterosklerosis (Ross dan Glornset, 1976).
Teori infiltrasi lipid tergantung pernasukan kolesterol - LDL kedalam lapisan intima dalam jumlah yang melebihi kapasitas degradasi jaringan
dengan demikian tejadilah penirnbunan lemak.
Peningkatan kadar ester kolesterol pada dinding arteri merupakan
salah satu perubahan a w l dalam metobilisme lipid yang tampak pada
hewan model (St.Clair, 1970). Penemuan ini berkorelasi dengan hasil
observasi histologik pada tunika intima anak manusia dirnana sebelum
#erbentuknya garit lemak, sel busa asal makrofag yang kaya aka0
koiesteril ester sudah dapat diidentifikasikan tanpa adanya sel busa yang
berasal sel otot polos atau akurnulasi lipid ektraselular (Stary, 1990).
Kdesterol yang ditemukan pada sel-sel ini nampaknya seperti kolesterd
yang terakumulasi pada aterosklerosis tahap lanjut yang seluruhnya
berasal dari plasma lipoprotein.
Akumulasi makrofag dan ester kolesterol pada lapisan intima arteri
18
dapat dijelaskan sebagai berikut.
Makrofag pada lesi aterosklerosis
berasal dari monosit darah. Pada awal proses, monosit menempel pada
lapisan endotel pembuluh arteri, dilanjutkan dengan migrasi ke lapisan
intima (Munro dan Cotran, 1988). Hal ini dimungkinkan oleh adanya
faktor adhesi yang berasal dari sel darah putih tersebut dan adanya faktor
kemotaksis MCP-1 (Steinberg, 1991).
Perubahan monosit menjadi
makrofag di lapisan intima arteri, ditandai dengan peningkatan kadar
ester kolesterol. Peningkatan kadar ester kolesterol berasal dari LDL
termodifikasi yang berikatan dengan makrofag melalui mekanisme
afinitas reseptor scavenger (Brown dan Goldstein, 1983). Teknik biakan
jaringan memperfihatkan bahwa lipoprotein yang mengalami modifikasi
kimiawi seperti asetilisasi, derivatisasi oleh malondialdehid dan glukosa
(LDL-terrnodifikasi) mengalami peningkatan penangkapan oleh sel
makrofag (Fogelman et a/., 1988). Kelompok Yla-Herttualla et a/. (1991a)
berpendapat bahwa sintesis MCP-1 distimulasi oleh LDL teroksidasi .
IS aabunm.
Hipotesis gabungan merupakan teori
penyebab aterosklerosis yang dianut pada saat ini. Konsepnya tetap
mengacu pada konsep patogenesis aterosklerosis yang dikembangkan
pada pertengahan abad ke-19 yaitu hipotesis respon terhadap perlukaan
oleh Virchow (1856) yang kemudian disempumakan oleh Ross dan
Glornset (1976). Kerusakan pada lapisan endotel rnengakibatkan
tirnbulnya efek sitotoksik dari lipid peroksida akibat reaksi oksidasi pada
lipid (Morel, 1983) yang dilanjutkan dengan infiltrasi lipid yang berlebihan.
Oksidasi lipoprotein kernungkinan rnerupakan salah satu variasi
mekanisme kelainan lipoprotein pada dinding arteri.
Makrofag
mengeluarkan berbagai produk termasuk enzirn protease yang
berikatan dengan protein lain seperti irnunoglobin; pada fase akut
protein dapat menyebabkan endositosis lipoprotein atau pada proses
fagositosis oleh makrofag. Makrofag juga dapat menstirnulasi sekresi
produk lain yang merangsang tejadinya aterosklerosis (Nathan, 1987)
termasuk sitokina yang dapat merangsang reseptor-reseptor endotel
dalarn pengikatan sel-sel darah putih dan meningkatkan aktivitas
prokoagulasi sel endotel, aktivitas faktor-faktor yang bersifat kemotaktik terhadap monosit, aktivisasi dan pengharnbatan perturnbuhan
serta aktivasi faktor angiotensin. Jadi, apabila sel busa asal makrofag
terbentuk, tidaklah sulit untuk meramalkan bagairnana kelanjutan
.--a
tahapan pembentukan aterosklerosis.
Penggunaan
antibodi
spesifik
.
pada
.
pemeriksaan
plak
aterosklerosis, menunjukan bahwa selain adanya penambahan sel
rnakrofag dan sel otot polos terdapat juga sel lirnfosit-T, yang kebanyakan
ditemukan pada bagian fibro-muscular cap (20% dari jumlah total sel)
20
(Hansson et al., 1989). Walaupun fungsi sel T dalam ha1 ini belum begitu
jelas kehadirannya menunjukan peran imunologik dalam aterosklerosis.
Studi epidemiologik menunjukan bahwa beberapa faktor genetik
maupun dapatan mampu meningkatkan risiko kejadian aterosklerosis
(Gotto dan Farmer, 1988). Faktor-faktor risiko ini mencakup umur, jenis
kelamin, merokok, tekanan darah tinggi dan akibat penyakit lain seperti
diabetis tipe I dan II. Suatu asam amino yang mengandung gugus
sulthidril (homosistein) dilaporkan merupakan suatu faktor risiko independen terhadap penyakit kardiovaskular ( Majors, Ehrhart dan Pezackz,
1997) karena kemampuannya untuk meningkatkan produksi dan
akumulasi kolagen di sel-sel otot polos pembuluh arteri in v i t . .
Bagaimana mekanisme patologik dari homosistein sebagai penyebab
aterosklerosis masih belurn diketahui dengan jelas.
Tahar, mmbentukan ~ l a kateroma
Perkembangan patogenesis aterosklerosis dapat diamati pada
Gambar 2. Dimulai dari sisi kiri dimana pada awalnya tejadi pembentukan garit lemak yang kemudian berkembang menjadi bercak lemak dan
bercak berserabut sesuai tahapan perkembangan yang lebih komplek
seperti nampak di sisi kanan Gambar 2.
-
ant lemah. Garit lemak dapat ditemukan pada pembuluh arteri
Tahap
awal
HM
(Etluks kdesterol)
Tahap
lafikitan
Disfungsi
Platelets
,agulant
asal otot pdos
1
Jaringan
lipoprotein
abnormal
Fagositosis
Gambar 2.
angiogenik
%I-T
Tahap perkembangan selular dan molekular dalam patogenesis
aterosklerosis (St. Ciair, 1991)
manusia semenjak usia belasan tahun. lstilah garit lemak berasal dari
hasil pemeriksaan permukaan pembuluh arteri besar pada anak
dimana tampak penimbunan terdiri dari kumpulan titik-titik berwama
kekuningan (Holman et a/, 1958). Menurut hasil penelitian di beberapa
rtegara, frekuensi kejadian garit lemak pada manusia sampai dengan
usia 20 tahun adalah sama, walaupun di negara tersebut frekuensi
kejadian aterosklerosis dan penyakit jantung koroner pada usia
dewasa rendah (McGill, 1968). Dapat disarankan bahwa tidak semua
garit lemak merupakan prekursor bercak aterosklerosis tahapan lebih
lanjut, dan nyatanya faktor genetik rnerupakan faktor utarna yang
rnernpengaruhi percepatan garit lernak rnenjadi bercak aterosklerosis.
Perneriksaan mikroskopis garit lernak pada lapisan intirna
rnenunjukan penonjolan yang berisi sel-sel lernak yang disebut sel
busa. Kebanyakan dari sel lernak tersebut rnerupakan lernak intraselular walaupun didapatkan pula beberapa lernak ektraselular dan
endapan sel lainnya. Sel busa dapat berasal dari sel-sel rnakrogfag
dan sel-sel otot polos.
Karena narnpaknya sel busa berasal dari
rnakrofag lebih dorninan, rnaka sel busa asal sel rnakrofaglah yang
narnpaknya merupakan prekursor terjadinya garit lernak (Stary, 1990).
Mekanisrne terbentuknya sel busa asal rnakrofag telah dijelaskan di
atas, sedangkan rnekanisme terbentuknya sel busa asal sel otot polos
belurn terungkap sepenuhnya.
Terdapat beberapa kontroversi rnengenai keberadaan otot polos
dalarn plak aterosklerosis. Ada pendapat yang rnenyatakan bahwa sel
otot polos merupakan kornponen normal di lapisan intirna pernbuluh arteri
rnanusia. Peran penting sel otot polos dalam pengatu&kornposisi
arte-
riosklerosis disebabkan oleh kemarnpuannya rnenghasilkan elernen
jaringan ikat khususnya kolagen, elastin dan proteoglikan. Sel otot polospun berperan seperti halnya fibroblas dalarn proses pernulihan arteri.
Seperti diutarakan di atas, pengetahuan rnengenai rnekanisrne
23
terbentuknya sel busa asal sel otot polos sangat terbatas. Nampaknya
sangat berbeda dengan makrofag, karena sel otot polos tidak mempunyai
reseptor spesifik untuk lipoprotein abnormal. Salah satu kemungkinan
adalah melalui proses fagositosis lipid asal makrofag yang nekrotik
O/Volfbauer et a/., 1986).
Plak lemak ("faffv alaaue")
.
Plak lemak menrpakan bentuk
lanjutan dari garit lemak yang dapat diperiksa biokimiawi (Small, 1988)
dan mikroskopis (Stary, 1990). Bila garit lemak berlanjut menjadi plak
aterosklerosis, tampak mobilisasi sel-sel otot polos dari lapisan media ke
intima diikuti dengan proliferasi sel-sel otot polos tersebut. Proses ini
dipengaruhi oleh PDGF (Ross, 1986 dan Walker et a/., 1986) yang
dihasilkan oleh makrofag, sel endotel dan sel otot polos. Beberapa sel
otot
polos
dilapisan
intima
kemudian
mengambil
lipid
dan
mengakumulasikan kolesteril ester dan berubah menjadi sel busa.
Flak berserabut. Selain plak lemak, dapat pula ditemukan plak
berserabut ("fibmafemma9ibmusplaque) yang dapat ditandai banyaknya
komponen berserabut (fibrin), sel-sel otot polos berkadar RER tinggi dan
banyaknya sel busa yang berasal dari sel otot polos. Bercak berserabut
biasanya dapat ditemukan pada dekade ke-4 dari kehidupan manusia.
24
Nekrosis pada bercak berserabut lebih besar, jumlah jaringan ikatnya
lebih banyak dan dari beberapa pengamatan tampak ada fibrin, perdarahan mikrovaskuler dan terjadi mineralisasi.
Dalam kondisi normal molekul lipoprotein terialu besar untuk
melewati sel endotel. Tetapi melalui proses endositosis yang tidak spesifik, lipoprotein ditransportasikan ke dalam arteri (Wiklund et a/., 1985).
'
Oleh karenanya untuk melihat metabolisme sel endotel atau peningkatan
konsentrasi lipoprotein plasma dalam pengambilan lipoprotein tidak sukar
untuk dilakukan. Karena masuknya lipoprotein ke dalam dinding arteri
tampaknya merupakan proses normal, maka mekanisme lain yang dapat
meningkatkan proses tersebut atau terjadinya penahanan lipoprotein atau
modifikasinya dapat memperburuk kejadian aterosklerosis.
Metabolisme Kolesterol dan Li~o~rotein
Kolesterol merupakan salah satu jenis lipid yang dapat dibedakan
dari trigliserida atau fosfolipidnya karena tidak mengandung gliserol,
melainkan terdiri atas inti steroid yang mengandung satu gugus hidroksil.
Sebagian besar kolesterol (G7H450H) tubuh dibentuk di dalam hati (de
novo sintesis) dari 3 molekul asam asetat yang akan tehentuk menjadi
1 molekul 3ihidroksi-3-metilglutaril-koenzim A (HMG-KoA) yang sdanjut-
nya akan diubah menjadi asam mevalonat oleh enzim HMGKoA
reduktase. Setelah beberapa tahapan kondensasi selanjutnya kolesterol
tersintesis.
Laju pembentukan kolesterol de novo tergantung oleh kadar koiesterol sel-sel hepatik melalui mekanisme umpan balik. Enzim HMG-KoA
reduktase merupakan enzim penentu ("rate limiting enzyme") yang
mengendalikan sintesis kolesterol de novo (Clinkenbeard et a/., 1975).
Ketja enzim HMG-KoA reduktase diatur oleh pool sterol seperti LDL dan
oksisterol pengatur melalui penghambatan pembentukan enzim mRNA,
penghambatan proses translasi mRNA akiat adanya metabolit nonsterol berasal dari asam mevalonat, dan konsentrasi kolesterol tinggi
dapat menyebabkan degradasi enzim HMG-KoA reduktase serta dapat
pula terjadi inaktivasi kerja enzim oleh protein kinase yang diaktivasi oleh
siklik adenosinmonophosfat (CAMP). Protein kinase akan mengaktiian
d
m fosfatase inhibitor yang akan menghambat kerja enzim fosfoprotein
fosfatase sehingga terjadi - penghambatan kerja enzim HMG-KoA
reduktase.
Kolesterol yang berasal dari makanan (eksogen) hanya 50% dapat
diserap oleh usus, selebihnya akan 1010s melalui f