PRIYANTO
SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR
Dengan ini saya menyatakan bahwa disertasi dengan judul Kombinasi Ekstrak Etanol Rimpang Jahe Gajah dengan Zn sebagai Antiateroma adalah karya saya dengan arahan dari Komisi Pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam daftar pustaka di bagian akhir disertasi ini.
Bogor, Juni 2013
KUSUMORINI,
and
DEWI RATIH AGUNGPRIYONO
ABSTRACT
Hypercholesterolemia and LDL oxidation are the major factors of atherosclerosis. The ethanol extract of the ginger (EEG) and Zn each posses effect reduce cholesterol and antioxidant. These research combined EEG and Zn as antihypercholesterolemia and antioxidant to prevent atheroma in New Zealand white fed rabbits atherogenic diet and hypercholesterolemia rabbits. Twenty eight male rabbits were divided into seven groups. For 6 weeks, group 1 was fed with a normal diet and group 3 was fed with an atherogenic diet. Beside the atherogenic diet, group 2,4,5,6, and 7 were also treated by supplementary treatment. Second phase research, 24 male hypercholesterolemia rabbits were divided into 6 groups. For 6 weeks, group 1 was fed with a normal diet. Fed rabbits atherogenic diet group 2,4,5,6, and 7 and hypercholesterolemia rabbits group 2,3,4,5, and 6 were treated by supplementary treatment, which are Zn 6.67 mg/kg, EEG 200 mg/kg, combination EEG 50 mg/kg and Zn 6.67 mg/kg, combination EEG 100 mg/kg and Zn 6.67 mg/kg, and atorvastatin (positive control) 1.9 mg/kb BW per day. Combination EEG 50 mg/kg and Zn 6.67 mg/kg and combination EEG 100 mg/kg and Zn 6.67 mg/kg treatment impeded the increase of total cholesterol, LDL, and prevent atheroma equal to the positive control. Based on the ability to restrain the increase of MDA (lipid peroxidation) in fed rabbits atherogenic diet the treatment with combination EEG 50 mg/kg and Zn 6.67 mg/kg resulted higher than positive control or the other treatment. Based on reduced plaque atheroma in hypercholesterolemia rabbits, combination EEG 50 mg/kg and Zn 6.67 mg/ kg treatment also the best result. These researches concluded that combination EEG 50 mg/kg and Zn 6.67 mg/kg BW per day treatment exhibited the highest atheroma prevention effect in fed rabbits atherogenic diet or hypercholesterolemia rabbits as compared to the positive control or the other treatments.
sebagai Antiateroma. Dibimbing oleh AGIK SUPRAYOGI, NASTITI KUSUMORINI, dan DEWI RATIH AGUNGPRIYONO
Hiperkolesterolemia adalah suatu kondisi terjadinya kenaikkan kadar
kolesterol plasma darah ≥ 250 mg/dL dan merupakan faktor risiko utama
terjadinya aterosklerosis. Pengobatan pasien hiperkolesterolemia bertujuan mengurangi dan menjaga agar kadar kolesterol total dan LDL tetap optimal sehingga bermanfaat mencegah aterosklerosis.
Kadar LDL merupakan parameter yang lebih tepat untuk memprediksi terjadinya aterosklerosis dibandingkan dengan kadar kolesterol total. LDL teroksidasi dapat menyebabkan stres oksidatif, disfungsi endotel, inflamasi, koagulasi, hipofibrinolisis, dan aktivasi platelet yang semuanya dapat menyebabkan aterosklerosis. Aterosklerosis menyebabkan lumen pembuluh darah menyempit, elastisitas berkurang, aliran darah tidak normal, dan suplai oksigen ke jaringan berkurang.
Obat antihiperkolesterolemia sudah banyak tersedia, antara lain golongan resin, statin, fibrat, niasin, dan probukol. Obat antihiperkolesterolemia yang ada umumnya tidak efektif untuk hiperkolesterolemia familial (tipe IIa) dan hiperkolesterolemia familial kombinasi (tipe III). Hiperkolesterolemia familial adalah hiperkolesterolemia yang disebabkan oleh berkurang atau tidak adanya reseptor LDL, sedangkan hiperkolesterolemia familial kombinasi karena adanya polimorfisme gen. Baik hiperkolesterolemia familial atau familial kombinasi menyebabkan kliren LDL berkurang sehingga kadarnya meningkat. Pencegahan aterosklerosis pada hiperkolesterolemia familial atau familial kombinasi akan lebih efektif dengan obat yang bekerja menghambat absorpsi kolesterol dan antioksidan.
Fakta menunjukkan bahwa terapi untuk menurunkan kadar kolesterol total dan LDL menggunakan obat yang sudah ada sampai sekarang hasilnya belum memuaskan. Hasil survei Centralized pan-Asia survey on the under treatment of hypercholesterolemia (CEPHUS) yang dilakukan di delapan negara Asia, termasuk Indonesia, memberikan gambaran sulitnya menurunkan kadar kolesterol total dan LDL. Survei yang melibatkan 7.281 pasien menunjukkan 49,1% pasien berhasil menurunkan kadar kolesterol total dan LDL sampai normal, dan khusus untuk pasien dari Indonesia keberhasilannya hanya 31,3%. Banyak faktor penyebab kegagalan terapi, antara lain kepatuhan (compliance), dosis yang tidak tepat, pengetahuan tenaga kesehatan dan pasien, efektivitas, dan adanya efek samping obat. Untuk meningkatkan keberhasilan terapi perlu dicari obat baru sebagai alternatif dari obat yang sudah ada.
Berdasarkan hipótesis mekanisme terjadinya aterosklerosis, obat yang efektif sebagai antiaterosklerosis minimal harus mempunyai dua aktivitas, yaitu menurunkan kadar kolesterol dan antioksidan. Antiaterosklerosis akan lebih efektif jika dapat mengurangi faktor risiko yang lain, seperti hipertensi, diabetes mellitus, dan antiinflamasi. Obat-obat yang tersedia kebanyakan hanya mempunyai satu efek, yaitu mengurangi kadar kolesterol atau sebagai antioksidan. Berbagai penelitian membuktikan bahwa ekstrak etanol rimpang jahe (EERJ) dan Zn potensial sebagai antiaterosklerosis karena keduanya dapat menurunkan kadar kolesterol, antioksidan, dan antiinflamasi, dan EERJ juga dapat menurunkan kadar gula darah. Dosis EERJ yang efektif untuk menurunkan kolesterol dan antioksidan pada hewan coba cukup besar dan jika dikonversi ke manusia dengan BB 70 kg adalah 2840-7100 mg per hari sehingga tidak aplikatif dan tidak ekonomis untuk terapi.
Efek EERJ dalam menurunkan kadar kolesterol melalui berbagai mekanisme, antara lain aktivasi kolesterol-7α-hidroksilase hepatik, suatu rate limiting enzyme pada biosintesis asam empedu, meningkatkan reseptor LDL, dan menurunkan HMG-CoA reduktase, suatu enzim untuk sintesis kolesterol. Efek antioksidan EERJ karena mengandung senyawa polifenol yang berfungsi sebagai scavenger radikal bebas. Peningkatan aktivitas kolesterol-7α-hidroksilase
hepatik juga meningkatkan radikal bebas, akibatnya efektivitas EERJ dalam mencegah aterosklerosis dapat berkurang jika tubuh kekurangan antioksidan. Untuk meningkatkan efektivitas EERJ dalam mencegah aterosklerosis diperlukan penambahan antioksidan. Pada penelitian ini untuk meningkatkan efektivitas EERJ ditambahkan Zn karena Zn bersifat antioksidan, menurunkan kolesterol, antiinflamasi, aman pada pemakaian jangka panjang, murah, dan mudah didapat. Selain itu, kondisi hiperlipidemia dapat menyebabkan defisien Zn yang sangat diperlukan untuk stabilisasi membran sel. Kombinasi EERJ dengan Zn kemungkinan akan sinergis dalam mencegah aterosklerosis.
Pembuktian efektivitas kombinasi EERJ dengan Zn sebagai antiateroma telah dilakukan pada kelinci yang diberi diet aterogenik dan kelinci hiperkolesterolemia. Kelinci dipilih sebagai hewan coba karena mudah mengalami hiperkolesterolemia yang cepat diikuti ateroma yang sama seperti ateroma pada manusia. Ateroma dapat sebagai indikator terbentuknya aterosklerosis. Perlakuan yang diberikan adalah Zn 6,67 mg/kg, EERJ 200 mg/kg, kombinasi EERJ 50 mg/kg dengan Zn 6,67 mg/kg, dan kombinasi EERJ 100 mg/kg dengan Zn 6,67 mg/ kg dengan kontrol positif atorvastatin 1,9 mg/kg BB per hari. Parameter ateroma yang diukur adalah kadar kolesterol total, LDL, luas dan tebal plak ateroma, kadar molonaldialdehid (MDA), dan aktivitas
superoxide dismutase (SOD). Pada penelitian ini senyawa uji dan atorvastatin diberikan selama 6 minggu.
antioksidan dalam menghambat peroksidasi lipid (MDA) pada kelinci yang diberi diet aterogenik lebih baik dibandingkan atorvastatin dan perlakuan lain (p<0,05). Pada kelinci hiperkolesterolemia perlakuan EERJ 200 mg/kg, kombinasi EERJ 50 mg/kg dengan Zn 6,67 mg/kg, dan kombinasi EERJ 100 mg/kg dengan Zn 6,67 mg/kg efeknya sama dengan atorvastatin dalam menurunkan kadar kolesterol total, LDL, dan luas plak ateroma. Akan tetapi, kombinasi EERJ 50 mg/kg dengan Zn 6,67 mg/kg memberikan kecenderungan hasil yang lebih baik dalam menurunkan LDL dan luas plak ateroma. Pada kelinci hiperkolesterolemia, efek antioksidan kombinasi EERJ 50 mg/kg dengan Zn 6,67 mg/kg lebih baik dari atorvastatin (p<0,05) dan sama dengan kombinasi EERJ 100 mg/kg dengan Zn 6,67 mg/kg (p>0,05). Kemampuan kombinasi EERJ 50 mg/kg dengan Zn 6,67 mg/kg dalam meningkatkan SOD sama dengan perlakuan EERJ 200 mg/kg, kombinasi EERJ 100 mg/kg dengan Zn 6,67 mg/kg, dan atorvastatin, baik pada kelinci yang diberi diet aterogenik maupun kelinci hiperkolesterolemia. Dapat disimpulkan bahwa kombinasi EERJ 50 mg/kg dengan Zn 6,67 mg/kg lebih baik dibandingkan perlakuan lain dan atorvastatin dalam mencegah ateroma pada kelinci yang diberi diet aterogenik maupun untuk pengobatan ateroma pada kelinci hiperkolesterolemia.
Efek antiateroma kombinasi EERJ dengan Zn terjadi karena keduanya memiliki efek terhadap penurunan kadar kolesterol, antioksidan, dan antiiflamasi. Kombinasi EERJ dengan Zn sebagai antiateroma bersifat sinergis pada dosis-dosis tertentu karena kombinasi EERJ 50 mg/kg dengan Zn 6,67 mg/kg lebih baik dibandingkan kombinasi EERJ 100 mg/kg dengan Zn 6,67 mg/kg atau peningkatan dosis tidak diikuti dengan peningkatan respon, baik pada kelinci yang diberi diet aterogenik maupun kelinci hiperkolesterolemia.
©
Hak Cipta milik IPB, tahun 2013
Hak Cipta dilindungi Undang-Undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau tinjauan suatu masalah, dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB.
PRIYANTO
Disertasi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Doktor pada
Program Studi Ilmu Faal dan Khasiat Obat
SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR
PENGUJI LUAR KOMISI:
Ujian Tertutup:
1. Prof. Wasmen Manalu, PhD 2. Dr. drh. Eva Harlina, M.Si
Ujian Terbuka:
1. Prof. Dr. Dyah Iswantini Pradono
Nama : Priyanto
NIM : B 161090071
Program Studi : Ilmu Faal dan Khasiat Obat
Disetujui Komisi Pembimbing
Prof. Dr. Drh. Agik Suprayogi, M. Sc, AIF. Ketua
Dr. Nastiti Kusumorini, AIF. drh. Dewi Ratih A, PhD., APVet. Anggota Anggota
Diketahui
Ketua Program Studi Dekan Sekolah Pascasarjana IPB Ilmu Faal dan Khasiat Obat IPB
Prof. Dr. Drh. Agik Suprayogi, M. Sc, AIF. Dr. H. Dahrul Syah, M. Sc. Agr
Puji dan syukur saya panjatkan ke hadirat Allah SWT karena berkat rahmat dan karunia-Nya penelitian dan penulisan disertasi ini dapat diselesaikan. Dengan ridho-Nya penelitian dan penulisan disertasi dengan judul “Kombinasi Ekstrak Etanol Rimpang Jahe Gajah dengan Zn sebagai Antiateroma” dapat selesai dan disetujui oleh Komisi Pembimbing.
Penelitian dan penulisan disertasi disusun guna memenuhi persyaratan untuk memperoleh gelar doktor pada Sekolah Pascasarjana IPB. Penelitian dan penulisan disertasi ini tidak lepas dari bimbingan dan dorongan berbagai pihak, terutama Komisi Pembimbing. Untuk itu ucapan terima kasih dan hormat saya kepada Bapak Prof. Dr. Drh. Agik Suprayogi, M. Sc, AIF (Ketua Komisi Pembimbing), Ibu Dr. Nastiti Kusumorini, AIF, dan Ibu drh. Dewi Ratih A, PhD., APVet (Anggota Komisi Pembimbing) atas dorongan, arahan, dan kerja kerasnya dalam membimbing penelitian dan penulisan disertasi ini. Selain itu, saya juga mengucapkan terima kasih kepada Dekan Sekolah Pascasarjana IPB, Sekretaris Program Sekolah Pascasarjana IPB, Dekan FKH IPB, dan Ketua Program Studi Ilmu Faal dan Khasiat Obat IPB atas izin dan kesempatan yang diberikan kepada saya untuk dapat menempuh studi Pascasarjana di Program Studi Ilmu Faal dan Khasiat Obat IPB.
Ucapan terima kasih juga penulis sampaikan kepada karyawan dan pimpinan laboratorium di lingkungan FKH IPB, Fakultas Farmasi dan Sains UHAMKA, Balitnak Ciawi Bogor atas segala kemudahan dalam penggunaan alat-alat penelitian, bantuan penyediaan material dan waktu yang disediakan untuk membantu jalannya penelitian sehingga disertasi ini dapat selesai. Ucapan terima kasih dan penghargaan penulis persembahkan untuk istri, anak-anak (Farhana, Farhan, Faricha), dan keluarga besar atas dukungan dan doa yang tiada henti selama saya menempuh pendidikan di Pascasarjana IPB.
Penulis dilahirkan di Sragen Jawa Tengah pada tanggal 12 Juli 1963 sebagai anak ke-3 dari pasangan Citro Dimejo dan Widjiati. Pendidikan sarjana dan apoteker di Fakultas Farmasi UGM dan lulus tahun 1989. Pada tahun 1996 penulis diterima di Program Studi Biomedis peminatan Farmakologi Pascasarjana UI dan menamatkannya pada tahun 1999. Kesempatan melanjutkan ke program doktor pada prodi Ilmu-Ilmu Faal dan Khasiat Obat di Pascasarjana IPB diperoleh pada tahun 2009.
Sebelum menempuh pendidikan doktoral, penulis bekerja sebagai anggota Polri dan ditempatkan di Mabes Polri selama 17 tahun dan pensiun dini tahun 2006. Pada tahun 2006-2008 bekerja sebagai manajer operational PT. Pharmametric Lab (Kalbe Farma group). Pada tahun 2009 sampai sekarang bekerja sebagai dosen di Fakultas Farmasi dan Sains dan pekerja lepas pada PT. Pertamina Medical dan PT. Indofarma.
Halaman BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
Aterosklerosis
Transpor Lemak dan Kolesterol Ekstrak Etanol Rimpang Jahe (EERJ) Zink (Zn)
Kombinasi EERJ dengan Zn dalam Mencegah Aterosklerosis Atorvastatin
Hewan Coba untuk Penelitian Aterosklerosis
9 BAB 3 KOMBINASI EKSTRAK ETANOL RIMPANG JAHE
(Zingiber officinale Roscoe) DENGAN Zn SEBAGAI
ANTIATEROMA PADA KELINCI YANG DIBERI DIET
ATEROGENIK BAB 4 KOMBINASI EKSTRAK ETANOL RIMPANG JAHE
(Zingiber officinale Roscoe) DENGAN Zn SEBAGAI ANTIATEROMA PADA KELINCI HIPERKOLESTEROLEMIA
Bahan dan Metode Hasil dan Pembahasan Simpulan dan Saran Daftar Pustaka
61 64 71 73 BAB 5 PEMBAHASAN UMUM
Pengaruh Perlakuan pada Kelinci yang Diberi Diet Aterogenik Pengaruh Perlakuan pada Kelinci Hiperkolesterolemia
Pengaruh Perlakuan pada Kelinci yang Diberi Diet Aterogenik dan pada Kelinci Hiperkolesterolemia
75 75 78 80
BAB 6 SIMPULAN DAN SARAN DAFTAR PUSTAKA
No. Halaman 2.1
2.2 3.1
3.2
3.3
3.4 3.5
Senyawa Aktif yang Terdapat dalam Jahe dan Efeknya Konsentrasi LDL pada Berbagai Spesies Hewan
Skema Penelitian Antiateroma pada Kelinci yang Diberi Diet Aterogenik
Rerata Lemak Feses (%) pada Minggu ke Tiga Perlakuan dan Luas Plak Ateroma Tunika Intima (%) dengan Pewarnaan Oil Red O
Rerata Kenaikkan Kadar KT dan LDL (%) pada Kelinci yang Diberi Diet Aterogenik dan Perlakuan
Rerata Kenaikkan Bobot Badan Kelinci (%) Setelah Perlakuan Kadar MDA (nmol/mL) dan Aktivitas SOD (Unit/mg protein) pada Kelinci karena Perlakuan
19 27 36
40
43
45 49
4.1 4.2
4.3
4.4
Skema Penelitian Antiateroma pada Kelinci Hiperkolesterolemia Rerata Penurunan Kadar Kolesterol Total (KT) dan LDL (%) pada Kelinci Hiperkolesterolemia Setelah 6 Minggu Perlakuan Rerata Luas Plak Ateroma Tunika Intima (%) pada Kelinci Hiperkolesterolemia karena Perlakuan 6 Minggu
Kadar MDA (nmol/ml) dan Aktivitas SOD (Unit/mg Protein) Kelinci Hiperkolesterolemia karena Perlakuan
63 65
66
2.1
Kerusakan Endotel yang Menyebabkan Aterosklerosis Peran Akumulasi LDL pada Aterosklerosis
Aterosklerosis karena Modifikasi Oksidatif
Struktuk Kimia Senyawa Aktif Zingiber officinale Roscoe
Mekanisme Protektif Zn pada δ-Aminolivulinate Acid Dehydratase Sulfhidryl
Mekanisme EERJ dan Zn dalam Menghambat Aterosklerosis Struktur Kimia Atorvastatin
Histologi Aorta Normal (Pewarnaan HE)
Plak Aorta dengan Pewarnaan HE pada Hewan Coba yang Diberi Diet Aterogenik
Plak Aorta yang Terjadi pada Hewan Coba yang Diberi Diet Aterogenik dan Perlakuan Zn
Reaksi antara MDA dengan TBA
46
Histologi Aorta Normal dengan Permukaan Kasar
Plak Ateroma pada Kelinci Hiperkolesterolemia yang Mendapatkan Perlakuan Zn
Plak Ateroma pada Kelinci Hiperkolesterolemia yang Mendapatkan Perlakuan Diet Standar
67 68
69
5 Kurva Kalibrasi Hubungan antara Konsentrasi TEP dan Absorbans pada λ 532 nm
No. Halaman 1 Skema Pembuatan Ekstrak Etanol Rimpang Jahe (EERJ) 89
2 Penetapan Kadar Air EERJ (PAU IPB) 90
3 Penetapan Kadar Lemak Total dalam Feses 91
4 Penetapan Kadar Kolesterol Total dan LDL (CHOD-PAP) 92 5 Persiapan Sampel untuk Pengukuran MDA dan Aktivitas SOD 93
6 Pengukuran Kadar MDA 94
7 Pengukuran Aktivitas SOD 97
8 Penentuan Luas Plak Ateroma di Aorta 98
9 Perhitungan Rendemen dan Kadar Abu EERJ 99
10 Perhitungan Volume Cekok Senyawa Uji dan Pembanding 100 11 Perhitungan Jumlah Kuning Telur dan Minyak Kelapa untuk
Membuat Pakan Aterogenik
102
12 Komposisi Pakan Standar, Pakan Aterogenik, dan Nilai Kalori 103
13 Gambar Hewan Coba 104
14 Bahan Penelitian: Rimpang Jahe, EERJ, dan Pakan 105
15 Gambar Beberapa Alat untuk Penelitian 106
16 Tabel Konversi Dosis pada Berbagai Jenis Hewan (Paget dan Barnes)
107
17 Tabel Kadar Lemak Feses (%)Kelinci yang Diberi Diet Aterogenik pada Minggu ke-3 Perlakuan
108
18 Tabel Kenaikkan Kadar Kolesterol Total (%) pada Kelinci yang Diberi Diet Aterogenik dan Perlakuan
109
19 Tabel Kenaikkan Kadar LDL (%) pada Kelinci yang Diberi Diet Aterogenik dan Perlakuan
110
20 Bio-imaging Rerata Luas Plak Ateroma dalam Tunika Intima (%) Kelinci yang Diberi Diet Aterogenik dan Perlakuan
111
21 Tabel Kadar MDA (nmol/mL) pada Kelinci yang Diberi Diet Aterogenik dan Perlakuan
23 Tabel Kenaikkan BB (%) Kelinci yang Diberi Diet Aterogenik dan Perlakuan
114
24 Tabel Penurunan Kolesterol Total (%) pada Kelinci Hiperkolesterolemia karena Perlakuan
115
25 Tabel Penurunan Kadar LDL (%) pada Kelinci Hiperkolesterolemia karena Perlakuan
116
26 Bio-imaging Rerata Luas Plak dalam Tunika Intima (%) Kelinci Hiperkolesterolemia karena Perlakuan
117
27 Tabel Kadar MDA (nmol/mL) Kelinci Hiperkolesterolemia karena Perlakuan
118
28 Tabel Aktivitas SOD (unit/mg Protein) pada Kelinci Hiperkolesterolemia karena Perlakuan
119
PENDAHULUAN
Latar BelakangHiperkolesterolemia adalah suatu kondisi terjadinya kenaikkan kadar kolesterol plasma lebih dari 250 mg/dL dan merupakan faktor risiko utama terjadinya aterosklerosis dan penyakit jantung koroner (PJK). Terapi pada pasien hiperkolesterolemia bertujuan untuk mengurangi dan menjaga agar kolesterol total dan low-density lipoprotein (LDL) berada pada kadar optimal. Kadar kolesterol total optimal adalah < 150 mg/dL (3,88 mmol/L) dan LDL < 100 mg/dL (2,58 mmol/L) (Kimble et al. 2007)). Berdasarkan penelitian, 12,4% penduduk Indonesia yang bermukim di kota besar mengalami hiperkolesterolemia. World Health Organization (WHO) memprediksi bahwa jumlah penderita PJK di negara berkembang, seperti Indonesia, akan mengalami peningkatan sebesar 137% pada tahun 2020, sedangkan di negara-negara maju hanya 48% (Anonim 2012). Kondisi tersebut terjadi kemungkinan karena perubahan gaya hidup, terutama mengkonsumsi makanan tinggi kolesterol yang tidak diikuti dengan pengetahuan yang cukup pada sebagian besar masyarakat di negara berkembang.
perbaikan vaskular yang berlebihan, obstruksi luminal akut atau kronis, aliran darah tidak normal, dan suplai oksigen ke jaringan berkurang (Madhumati et al. 2006).
Untuk mengurangi angka kematian akibat aterosklerosis, upaya yang dapat dilakukan di antaranya ialah mengurangi kadar LDL dan mencegahnya teroksidasi. Usaha-usaha yang telah dilakukan untuk menurunkan kadar kolesterol di antaranya adalah perbaikan pola hidup, pola konsumsi makanan, dan pemberian obat, baik alamiah atau sintetik. Obat antihiperkolesterolemia yang sudah tersedia antara lain, golongan resin, statin, fibrat, niasin, dan probukol. Efektivitas obat golongan statin yang diklaim berfungsi sebagai antioksidan tidak sepenuhnya benar. Obat golongan statin yang terdiri atas pravastatin, simvastatin, atorvastatin, dan rosuvastatin hanya atorvastatin yang bersifat antioksidan (Singh and Jialal 2006). Bahkan pravastatin dapat menurunkan HDL sehingga efektivitasnya mencegah aterosklerosis akan berkurang (Welson 2006). Uji klinik membuktikan bahwa atorvastatin dapat menurunkan kadar kolesterol dan bersifat antioksidan sehingga dapat mencegah aterosklerosis lebih efektif dibandingkan yang lain. Penggunaan atorvastatin dalam jangka panjang untuk mencegah aterosklerosis dapat menimbulkan miopati, masih terlalu mahal, dan hanya sesuai untuk penderita hiperkolesterolemia. Atorvastatin dosis 20-80 mg/kg BB pada tikus menyebabkan miopati dan bersifat prooksidan karena menurunkan aktivitas superoxide dismutase (SOD), katalase, meningkatkan malonaldialdehid (MDA) (Heeba and Abdelghany 2010). Berdasarkan uraian di atas, perlu dicari obat alternatif untuk mencegah aterosklerosis yang efektif menurunkan kolesterol, bersifat antioksidan, dan antiinflamasi yang aman dan murah.
menyebabkan peluang ekstrak sebagai sumber obat masih terbuka lebar. Kendala penggunaan ekstrak sebagai bahan obat, antara lain, dosisnya relatif besar sehingga mahal dan tidak praktis serta konsistensi efek yang sulit dijaga.
Untuk mencegah timbulnya aterosklerosis diperlukan menjaga kadar kolesterol total dan LDL tetap optimal, terutama bagi penderita hiperkolesterolemia. Fakta menunjukkan bahwa hasil terapi menggunakan obat-obat yang sudah ada, seperti statin, fibrat, dan probukol untuk menurunkan kadar kolesterol total dan LDL masih banyak mengalami kegagalan. Hasil survei dari
Centralized pan-Asia survey on the under treatment of hypercholesterolemia
(CEPHUS) yang dilakukan di delapan negara Asia, termasuk Indonesia, memberikan bukti sulitnya menurunkan kadar kolesterol total dan LDL pada penderita hiperkolesterolemia. Survei yang melibatkan 7.281 penderita hiperkolesterolemia yang sedang melakukan pengobatan ternyata hanya 49,1% yang berhasil dan sisanya 50,9% gagal. Khusus pasien dari Indonesia, hanya 31,3% yang berhasil dan 68,7% gagal (Park et al. 2012). Banyak faktor yang menyebabkan kegagalan terapi, antara lain kepatuhan (compliance), dosis yang tidak tepat, pengetahuan tenaga kesehatan dan pasien yang kurang memadai, efektivitas, dan efek samping obat yang timbul.
sebanyak 33% (Fuhrman et al. 2000). EERJ dosis 100-400 mg/kg yang diberikan pada tikus diet tinggi kolesterol selama enam minggu dapat menurunkan kadar glukosa, kolesterol total, LDL, trigliserida, dan asam lemak bebas secara signifikan (Nammi et al. 2009). Pada penelitian lain, EERJ dosis 200 mg/kg BB yang diberikan selama 20 hari secara signifikan menurunkan glukosa, kolesterol total, LDL, dan menaikkan HDL pada tikus diabetik karena streptozotosin (Bhandari et al. 2005). EERJ mengandung senyawa polifenol, seperti gingerol dan shogaol, yang efektif sebagai penurun kolesterol, antioksidan, antiinflamasi, dan antidiabetes (Kemper 1999; Yiming Li et al. 2012). EERJ mengandung gingerol dan analognya sebanyak 40 mg/g atau sebesar 4% (Barnes et al. 2007) EERJ 0,5–2 mg/mL dapat melindungi lebih dari 92% homogenat otak, homogenat hepar, dan mitokondria hepar dari stres oksidatif karena radikal hidroksil (OH*-) (Ajith 2010). Ekstrak diklormetan rimpang jahe 430 µg/mL dapat menghambat reaksi pembentukan peroksidasi lipid (LOOH) atau penghambatan pembentukan konjugat diena dan pembentukan malonaldialdehid (MDA) yang lebih baik dibandingkan dengan vitamin E. Suplementasi EERJ pada isolat LDL yang diinkubasi bersama makrofag dapat menghambat akumulasi kolesterol ester pada makrofag (Septiana 2002). Berkurangnya akumulasi kolesterol ester kemungkinan disebabkan oleh hambatan oksidasi LDL oleh EERJ sehingga tidak mudah difagositosis oleh makrofag. Pemberian dekoh (rebusan) rimpang jahe 0,2 mL/kg BB pada tikus albino diet tinggi kolesterol dapat menurunkan kadar kolesterol sebanyak 8,6 mg/dL dan juga menurunkan gula darah secara bermakna (Agoreyo et al. 2008). EERJ yang diberikan selama 6 minggu dapat menurunkan kadar kolesterol, gula darah, peroksidasi lipid, dan menghambat perkembangan aterosklerosis pada tikus yang diinduksi dengan aloksan (Elshater et al. 2009).
Zn telah terbukti sebagai antioksidan, menurunkan kadar kolesterol, dan trigliserida pada penelitian yang menggunakan tikus knock-out (LDL-R-/-) yang diberi diet tinggi lemak. Pada tikus knock-out (LDL-R-/-), defisien Zn menyebabkan kenaikkan kadar kolesterol, trigliserida, dan glutation reduktase
(GSSH). Defisien Zn juga meningkatkan marker inflamasi, seperti nuclear factor-kB dan vascular cell adhesion molecule-1 (NF-kB, VCAM-1) secara signifikan dibandingkan dengan kontrol dan kelompok yang mendapatkan suplementasi Zn (Reiterer et al. 2005). Zn karbonat yang ditambahkan pada diet (1 g/kg) selama 8 minggu dapat menurunkan aterogenesis pada kelinci yang diberi diet tinggi kolesterol (Ren et al. 2006). Zn dapat melindungi kerusakan seluler dan melindungi gugus sulfihidril (-SH) dari radikal bebas (Zelikoff and Thomas 1998). Uji klinik suplementasi Zn sebagai antioksidan selama 7 tahun tidak menyebabkan metabolic syndromes (Czernichow et al. 2009) sehingga aman untuk terapi atau pencegahan aterosklerosis yang memerlukan pengobatan jangka panjang.
Efek EERJ dalam menurunkan kolesterol melalui berbagai mekanisme antara lain meningkatkan aktivasi kolesterol-7α-hidroksilase hepatik, suatu rate
limiting enzyme pada biosintesis asam empedu, meningkatkan reseptor LDL, dan menghambat HMG CoA reduktase (Fuhrman et al. 2000; Yiming Li et al. 2012; Sanghal et al. 2012). Peningkatan aktivitas kolesterol-7α-hidroksilase hepatik
juga akan meningkatkan radikal bebas (Murray et al. 2003). Peningkatan radikal bebas dapat mengurangi efektivitas EERJ dalam mencegah aterosklerosis jika tubuh kekurangan antioksidan. Untuk meningkatkan efektivitas EERJ dalam mencegah aterosklerosis diperlukan penambahan antioksidan. Zn dapat ditambahkan untuk meningkatkan efek EERJ dalam mencegah aterosklerosis karena selain bersifat antioksidan, menurunkan kolesterol, dan antiinflamasi, selain itu, pada kondisi hiperkolesterol juga terjadi defisien Zn (Ramalingam and Subrahmayam 2012). Kombinasi EERJ dengan Zn kemungkinan akan sinergis dalam mencegah aterosklerosis.
hiperkolesterolemia. Selain itu, penelitian ini juga ditujukan untuk mencari prototipe obat yang berfungsi untuk pencegahan dan pengobatan aterosklerosis yang sampai sekarang belum tersedia.
Rumusan Masalah
Penyakit jantung koroner (PJK) merupakan penyebab kematian utama dan kecenderungannya terus meningkat di Indonesia. Untuk mengurangi kematian akibat PJK yang disebabkan oleh aterosklerosis dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu menurunkan kadar kolesterol dan mencegah oksidasi LDL. Menurunkan kadar kolesterol 1% dapat menurunkan risiko kemungkinan terkena PJK sebanyak 2%. Aterosklerosis dapat timbul pada orang dengan kadar kolesterol yang belum mencapai hiperkolesterolemia tetapi mengalami stres oksidatif, dengan demikian mencegah oksidasi LDL secepatnya memungkinkan untuk mencegah aterosklerosis.
Obat yang berefek sebagai antihiperkolesterolemia dan antioksidan sudah tersedia. Kebanyakan obat yang tersedia hanya menurunkan kolesterol atau bersifat antioksidan saja sehingga kurang efektif dalam mencegah aterosklerosis. Untuk lebih efektif dalam mencegah aterosklerosis sebaiknya obat yang digunakan dapat mengurangi berbagai faktor risiko aterosklerosis, seperti menurunkan kolesterol, antioksidan, dan antiinflamasi. Atorvastatin dapat menurunkan kadar kolesterol dan bersifat antioksidan, tetapi pada dosis relatif besar bersifat prooksidan. Atorvastatin tidak dapat digunakan untuk mencegah aterosklerosis pada seseorang dengan kadar kolesterol normal-tinggi karena menurunkan kadar kolesterol sangat besar dan penggunaan jangka panjang menyebabkan miopati.
pada EERJ diharapkan dapat meningkatkan efektivitas dan memperkecil dosis EERJ dalam mencegah dan mengobati aterosklerosis.
Tujuan Penelitian Penelitian bertujuan untuk:
1. Membuktikan efektivitas dan sinergisme kombinasi EERJ dengan Zn sebagai antiateroma pada kelinci yang diberi diet aterogenik dan hiperkolesterolemia melalui pengukuran kadar kolesterol total, LDL, luas dan tebal plak ateroma pada tunika intima, peroksidasi lipid (kadar MDA), dan SOD.
2. Mencari kombinasi dosis yang efektif antara EERJ dengan Zn sebagai antiaterosklerosis.
3. Mencari prototipe obat yang berfungsi sebagai pencegahan dan pengobatan aterosklerosis yang efektif, aman, dan murah.
Manfaat Penelitian
Penelitian ini diharapkan dapat memberikan pemahaman yang lebih baik tentang pencegahan dan pengobatan aterosklerosis dan mendapatkan obat aterosklerosis yang efektif, aman, dan murah. Memberi informasi pada masyarakat tentang peran EERJ dan Zn sebagai penurun kolesterol, antioksidan, dan antiinflamasi dalam mencegah dan mengobati aterosklerosis. Manfaat lain penelitian ini diharapkan dapat mendorong penelitian lain yang menggunakan bahan alam, seperti daun teh dan bawang putih, dan trace element, seperti Mg dan selenium (Se), sebagai penurun kolesterol serta antioksidan untuk mencegah aterosklerosis dengan biaya yang lebih murah.
Hipotesis
2. Kombinasi EERJ dengan Zn dapat mengurangi pembentukan ateroma pada kelinci hiperkolesterolemia dengan parameter kadar kolesterol total, LDL, luas dan tebal plak ateroma, MDA, dan SOD.
TINJAUAN PUSTAKA
Aterosklerosis
Aterosklerosis adalah terbentunya plak di dinding arteri besar dan sedang sehingga mempersempit lumen, menurunkan elastisitas pembuluh darah, dan aliran darah terganggu. Plak tersusun dari sel busa, sel otot polos, jaringan ikat, lemak, dan senyawa lain yang tertimbun di tunika intima dinding arteri. Penelitian pada manusia dan hewan menunjukkan bahwa pembentukan plak meningkat seiring dengan pertambahan usia yang proses berkembangnya sangat kompleks, seperti ditunjukkan Gambar 2.1.
Usia
Gambar 2.1 Perkembangan Plak Aterosklerosis (Price dan Wilson 2006)
Meskipun penyempitan lumen berlangsung progresif, manifestasi klinis penyakit belum tampak sampai proses aterogenesis mencapai tingkat lanjut. Fase praklinis dapat berlangsung 20-40 tahun. Plak bermakna secara klinis dan mengakibatkan iskemia dan disfungsi miokardium setelah menyumbat lebih dari 75% lumen pembuluh darah. Sebagaimana gambar di atas, proses patologis yang menimbulkan gangguan klinis dapat terjadi melalui penyempitan lumen progresif akibat pembesaran plak, perdarahan pada plak, pembentukan trombus yang
diawali agregasi trombosit, embolisasi trombus karena serpihan plak, dan spasmus arteri (Price dan Wilson 2006).
Telah lebih dari 150 tahun penelitian dilakukan untuk menjelaskan proses perkembangan aterosklerosis. Penelitian menyimpulkan bahwa ada 3 hipotesis tentang terjadinya aterosklerosis, yaitu akibat respons terhadap kerusakan endotel, respons terhadap retensi lipid, dan akibat modifikasi oksidatif (Stocker and Keaney 2003). Tiga hipotesis tersebut dapat diuraikan sebagai berikut:
1. Respons Terhadap Kerusakan Endotel
Berdasarkan hipotesis ini, awal aterosklerosis terjadi karena kerusakan endotel yang menyebabkan timbulnya berbagai respons kompensasi yang mengubah sifat-sifat normal homeostasis. Kerusakan baik mekanis maupun kemis meningkatkan perlekatan leukosit, platelet, dan mengubah lingkungan kerja antikoagulan. Leukosit dan platelet kemudian melepaskan sitokin, senyawa vasoaktif, dan faktor pertumbuhan yang mendorong respons inflamasi yang ditandai dengan migrasi sel otot polos ke dalam tunika intima yang akan berproliferasi membentuk lesi.
Komponen lain dari respons peradangan akan menarik makrofag ke dalam dinding arteri. Respons monosit/makrofag terhadap berbagai rangsangan yang utama adalah memproduksi radikal superoksid (O2*-). Ezim utama yang berperan dalam produksi O2*- adalah NADPH oksidase. Studi pada mencit yang defisien NADPH oksidase menunjukkan bahwa mencit jenis ini resisten terhadap aterosklerosis. Berdasarkan alasan tersebut, sangat penting mengetahui regulasi dan aktivitas NADPH oksidase guna mencari cara yang efektif untuk mencegah aterosklerosis. Makrofag akan meningkatkan kerusakan jaringan dan mengakumulasi LDL untuk membentuk sel busa yang merupakan tanda awal dari lesi aterosklerosis.
di tengah plak. Sel yang terperangkap dalam plak akan mati membentuk bercak dan akan mengalami kalsifikasi.
Gambar 2.2 Kerusakan Endotel yang Menyebabkan Aterosklerosis (Stocker and Keaney 2003)
Kerusakan arteri karena aterosklerosis dapat dibagi menjadi 4 tingkatan sebagaimana Gambar 2.2, yaitu a) tingkat fatty streak (garis lemak) mulai terlihat
A
B
C
dengan menumpuknya lipid dalam sel di tunika intima, b) tingkat proliferasi, yaitu terjadinya penumpukan lipid di luar dan di dalam tunika intima, c) tingkat pembentukan jaringan ikat oleh lipid ekstrasel, dan d) tingkat pengerasan jaringan ikat atau kalsifikasi.
2. Respons Terhadap Retensi Lipid
Hiperlipidemia sedang atau tinggi dapat menyebabkan aterosklerosis. Transpor lipoprotein subendotel diperkirakan 85% melalui transitosis dan itu terjadi pada partikel berukuran di bawah 70 nm. Pembatasan ukuran ini menunjukkan pentingnya peran lipoprotein lipase (LPL) dalam membantu
acylglycerol-rich lipoprotein masuk ke endotel. Penumpukan lipoprotein dalam dinding arteri tampaknya juga berhubungan erat dengan adanya matriks ekstraseluler.
Gambar 2.3 Peran Akumulasi LDL pada Aterosklerosis (Stocker and Keaney 2003)
dan lipoprotein tanpa apo-B mudah difagosit oleh makrofag. Selain ikatan proteoglikan, enzim lisosomal dan lipolitik pada matriks ekstraseluler juga berperan penting. Sebagai contoh LPL meningkatkan “perlekatan” LDL in vitro
yang tidak terkait pada aktivitas enzimatiknya. Karena LDL tertahan dalam dinding arteri maka dapat membentuk gumpalan lipid dan dengan mudah difagosit oleh makrofag untuk membentuk sel busa. Jadi, aterosklerosis dapat dipicu karena retensi LDL di dalam dinding arteri, sebagaimana Gambar 2.3. 3. Modifikasi Oksidatif
Studi klinis dan epidemiologi menunjukkan bahwa peningkatan kadar LDL memicu terjadinya aterosklerosis lebih dini. Berdasarkan hipotesis modifikasi oksidatif dikatakan bahwa LDL yang tidak teroksidasi tidak bersifat aterogenik dan bersifat aterogenik setelah mengalami oksidasi. LDL dapat teroksidasi dan termodifikasi karena perubahan sel-sel utama pada dinding arteri. Pada tahap sangat dini, oksidasi ringan LDL akan menghasilkan bentuk minimally modified
LDL (MM-LDL) pada sub endotel. MM-LDL ini sangat berbeda dari segi komposisi dibandingkan LDL yang sudah teroksidasi dengan kuat. Kolesterol masih menjadi sterol predominan, apo-B dari MM-LDL masih berikatan dengan reseptor LDL (LDL-R) dan inkubasi makrofag dengan MM-LDL tidak menbentuk sel busa (foam cell) (MacDonald-Wicks and Garg 2006).
LDL teroksidasi tidak dikenali oleh reseptor LDL tetapi dikenali oleh reseptor
scavenger makrofag dan memicu akumulasi kolesterol dan membentuk sel busa. Berbeda dengan sifat reseptor LDL, reseptor scavenger makrofag (reseptor pembersih) tidak mengalami umpan-balik atau down regulation sehingga makrofag terus-menerus menumpuk kolesterol dan akhirnya membentuk sel busa yang lebih besar. LDL teroksidasi memiliki beberapa efek biologi yang merugikan di antaranya pro-inflamasi, menghambat sintesis oksida nitrit di endotel (eNOS), memicu vasokonstriksi dan adhesi, menstimulasi sitokin seperti interleukin-1 (IL-1), dan meningkatkan agregasi platelet (MacDonald-Wicks and Garg 2006).
Sifat antigenik LDL teroksidasi merangsang pembentukan antibodi, antibodi ini menyebabkan banyak limfosit masuk ke tunika intima karena ada peningkatan
(PAF). Antibodi tersebut akhirnya berikatan dengan LDL teroksidasi membentuk kompleks imun (ox-LDL immune complex, ox-LDL-IC). Kompleks imun selanjutnya akan difagositosis oleh makrofag karena makrofag mempunyai reseptor untuk itu sehingga juga memicu terbentuknya sel busa (Singh and Jialal 2006).
Terjadinya aterosklerosis dimulai dengan masuknya LDL ke dalam bagian subendotel (intima) dan selanjutnya LDL mengalami oksidasi. Modifikasi LDL akan menstimulasi sel endotel untuk mensekresikan beberapa molekul, yaitu molekul adhesi intracellular adhesion molecul (ICAM), vascular cell adhesion (VCAM), monocyte chemotactic protein I (MCP I), granulosit, dan macrophage colony stimulating factor (MCSF). Molekul-molekul tersebut menyebabkan terjadinya adhesi monosit pada endotel yang diikuti dengan kemotaksis ke dalam subendotel dan terjadi aktivasi serta berdiferensiasi menjadi makrofag. Produk reaksi ini membuat komponen LDL (apolipoprotein B-100) lebih bermuatan negatif, selanjutnya LDL yang telah teroksidasi sempurna difagosit oleh reseptor
scavenger makrofag untuk membentuk sel busa (Diaz et al. 1995).
Gambar 2.4 Aterosklerosis karena Modifikasi Oksidatif (Diaz et al. 1995)
lingkungan kerja antikoagulan. Leukosit dan platelet kemudian melepaskan sitokin, senyawa vasoaktif, dan faktor pertumbuhan yang mendorong respons inflamasi ditandai dengan migrasi sel otot polos ke dalam tunika intima dan berproliferasi membentuk plak. Peranan modifikasi LDL dalam pembentukan sel busa dan aterosklerosis digambarkan pada Gambar 2.4.
Tiga hipotesis tentang terjadinya aterosklerosis yang terdiri atas respons terhadap kerusakan endotel, respons terhadap akumulasi kolesterol, dan terjadinya oksidasi LDL semua berkaitan dengan radikal bebas. Radikal bebas menyebabkan LDL teroksidasi sehingga LDL tidak dikenali oleh reseptor normalnya dan hanya dikenali oleh reseptor scavenger makrofag yang tidak bersifat down regulated, sehingga menyebabkan terjadinya akumulasi kolesterol dan membentuk sel busa. Sel-sel busa akan merangsang ekspresi gen sejumlah sitokin dan faktor pertumbuhan yang menyebabkan terjadinya proliferasi sel otot polos yang kemudian berkembang menjadi plak yang kompleks.
Transpor Lemak dan Kolesterol
Hiperlipidemia adalah suatu keadaan patologis akibat kelainan metabolisme lemak yang ditandai dengan meningkatnya kadar kolesterol, trigliserida atau keduanya. Terapi awal untuk hiperlipidemia adalah perubahan gaya hidup, diet rendah lemak, diet rendah kalori, mengurangi bobot badan, dan olah raga. Pada kasus berat atau herediter, perubahan perilaku dan diet tidak cukup sehingga diperlukan pemberian obat yang mampu menurunkan kolesterol, trigliserida atau keduanya (Wells et al. 2006).
ikatan dengan protein (apoprotein) membentuk kompleks yang memiliki berbagai densitas dan sifatnya yang disebut lipoprotein (Marks et al. 2002)
Lipoprotein berbentuk lonjong dengan inti trigliserida atau kolesterol. Permukaan lipoprotein terdiri atas fosfolipid, kolesterol dan apoprotein (apo-). Dari bermacam-macam apoprotein, hanya apo B-100 dan apo E yang dapat dikenali oleh reseptor membran sel yang memungkinkan lipoprotein berikatan dan masuk ke dalam sel atau jaringan (Murray et al. 2003).
Dalam keadaan normal, konsumsi lemak adalah sekitar 80-120 g/hari. Lemak akan dihidrolisis oleh enzim lipase pankreas, diserap oleh sel mukosa usus halus dan disekresikan ke dalam saluran limfe dalam bentuk kilomikron. Trigliserida (TG) pada kilomikron dihidrolisis menjadi asam lemak, gliserol, dan kolesterol dengan perantara enzim lipoprotein lipase (LPL) yang terdapat pada permukaan endotel kapiler sehingga menjadi kilomikron remnan. Permukaan kilomikron remnan mengandung apo B-48 dan apo E yang mempunyai afinitas tinggi terhadap reseptor hepatosit, maka kilomikron remnan akan terikat pada hepatosit, mengalami internalisasi, dan degradasi oleh enzim lisosom dan akan melepaskan kolesterol. VLDL dalam sirkulasi berasal dari hepatosit dan berfungsi mengangkut TG dan sejumlah kolesterol (sintesis de novo). TG terdegradasi oleh LPL dan dilepaskan ke jaringan tepi menyebabkan VLDL berubah menjadi VLDL remnan (β VLDL) atau IDL. Permukaan IDL mengandung apo B-100 dan apo E yang mempunyai afinitas tinggi terhadap hepatosit. IDL yang mengalami internalisasi hanya sedikit, sebagian besar diubah menjadi LDL dan tetap beredar dalam sirkulasi. VLDL dalam keadaan normal beredar dalam darah dengan kadar yang rendah, namun adanya kelainan pada apo E menyebabkan kadarnya meningkat dan bersifat aterogenik (hiperlipoproteinemia tipe III) (Nelson et al. 2004).
Prekursor HDL yang dibentuk oleh hepatosit menjadi matang selama memasuki sirkulasi dengan mengikat kolesterol dan apoprotein (C-II). Terikatnya Apo C-II menyebabkan peruraian TG kilomikron dan VLDL dalam hepatosit oleh LPL. HDL berfungsi mengangkut kolesterol dari jaringan tepi (terutama dari dinding arteri) kembali ke hepar, sehingga HDL berguna untuk mencegah timbulnya aterosklerosis (Wells et al. 2006).
Sifat aterogenik LDL dan VLDL telah banyak dibuktikan. Peningkatan kadar LDL atau VLDL atau keduanya berkorelasi positif dengan terjadinya aterosklerosis. Kadar LDL yang tinggi disebabkan defisiensi reseptor LDL pada hepatosit atau sel lainnya, sehingga LDL tetap bebas beredar dalam plasma. Pada keadaan normal, pembentukan reseptor LDL diatur secara langsung oleh kadar kolesterol. Apabila kadar kolesterol meningkat akan menghambat transkripsi
messenger RNA (m-RNA) yang akan membentuk reseptor LDL, demikian pula sebaliknya (Murray et al. 2003).
Kadar lipid dalam plasma bergantung pada kecepatan transpor lipoprotein ke dalam sirkulasi dan kecepatan pengambilan kembali dari sirkulasi. Jumlah dan kecepatan kolesterol atau TG dari hepar atau usus halus masuk ke dalam sirkulasi bergantung pada suplai lipid dan apoprotein. Lipid dapat berasal dari diet atau sintesis de novo di dalam hepar atau usus halus, sedangkan apoprotein berasal dari sintesis. Manipulasi diet atau obat yang dapat menghambat sintesis lipid atau apoprotein akan dapat menurunkan kadar lipoprotein yangmasuk ke dalam sirkulasi.
Sekresi lipoprotein dipengaruhi oleh aktivitas enzim lipoprotein lipase (LPL). Perangsangan LPL dapat meningkatkan bersihan kilomikron dan trigliserida-VLDL dari sirkulasi. Faktor-faktor yang meningkatkan katabolisme dan ekskresi kolesterol dari tubuh akan menurunkan kadar kolesterol. Menurunnya jumlah kolesterol dalam sel hepar merangsang pembentukan reseptor LDL hepatosit yang berakibat pada peningkatan ambilan LDL plasma ke dalam hepar (Murray et al. 2003).
(tipe I), hiperkolesterol familial (tipe II a, IV), dan familial lecithin cholesterol acyltransferase (LCAT) deficiency. Hiperlipoproteinemia sekunder adalah terjadinya peningkatan kadar lemak dan atau lipoprotein darah yang disebabkan oleh penyakit dan obat yang mempengaruhi metabolisme lemak. Penyebab terjadinya kelainan metabolisme lemak sekunder dapat terjadi antara lain karena konsumsi etanol yang berlebihan, gagal ginjal, diabetes mellitus, dan penggunaan kontrasepsi hormonal (Murray et al. 2003; Wells et al. 2005).
Ekstrak Etanol Rimpang Jahe (EERJ)
Jahe atau Zingiber officinale Roscoe merupakan salah satu jenis rempah yang sejak dulu dikonsumsi oleh masyarakat Indonesia. Jahe merupakan bagian dari makanan atau minuman kesehatan, seperti susu telur madu jahe (STMJ), teh jahe, kopi jahe, dan susu jahe. Jahe digunakan oleh masyarakat karena khasiat dan keyakinan bahwa jahe sangat bermanfaat untuk kesehatan. Jahe bermanfaat sebagai antimuntah, dispepsia, flatulen, kolik, diare, flu, merangsang napsu makan, antagonis narkotik, dan antiinflamasi (WHO 1999). Beberapa efek jahe telah dibuktikan baik secara, in vitro maupun in vivo, pada hewan dan bahkan efek antimuntahnya telah dibuktikan melalui uji klinik. Efek jahe yang telah dibuktikan pada hewan coba antara lain efek antihiperkolesterolemia, antioksidan, antimuntah, antitrombotik, antibakteri, antikanker, antidiare, antiinflamasi, antihipertensi, menghambat agregasi platelet, dan kolagogik (Barnes et al. 2007).
menurunkan konsentrasi kolesterol yang signifikan dibandingkan dengan kontrol. Pada studi lain, dosis 200 mg/kg BB diberikan kepada kelinci (oral) yang diberi diet tinggi kolesterol selama 10 minggu dapat menurunkan kadar kolesterol serum dan jaringan, kadar serum trigliserida, dan kadar serum lipoprotein (Barnes
et al. 2007).
Tabel 2.1 Senyawa Aktif yang Terdapat dalam Rimpang Jahe dan Efeknya
No. Jenis Senyawa Aktif Efek
1 Senyawa Fenol
- 6-gingerol, 8-gingerol, 10-gingerol, shogaol, ingerol, paradol
Antihiperkolesterolemia, antioksidan, antiinflamasi, antidiabetes, antivirus, antiemetik, dan antikanker 2 Seskuiterpen
- α-zingeberen, β-seskuifelandren, β-bisabolen, α -farnesen, ar-curcumen (zingiberol)
Antioksidan, antiinflamasi, dan antiemetik
3 Monoterpen
- camfen, β-felandren, cineol, geraniol, curcumen, citral, terpeniol, dan borneol
Antioksidan, antiinflamasi, antiemetik
4 Lain-lain
- G-dehidrogingerdion, galanolactone, asam sulfonat, zingeron, neral, monoasil digalakton, ginger glikolipid, karbohidrat, protein, lipid, dan senyawa anorganik
Antiaterosklerosis dan antioksidan
(Kemper 1999; Barnes et al. 2007; Singh et al. 2010; Mishra et al. 2012).
6-gingerol 8-gingerol
10-gingerol 6-shogoal
zingeron 6-paradol
Ekstrak etanol rimpang jahe terstandar mengandung polifenol total sebanyak 90 mg/g dan kandungan gingerol, shogaol, dan zingerone sebesar 40 mg/g. Shogaol merupakan hasil dehidrasi gingerol, sedangkan zingeron merupakan hasil degradasi dari gingerol (Gambar 2.5). Berdasarkan uji toksikologi pada tikus (oral) dan kelinci (dermal), minyak atsiri dari jahe dinyatakan praktis tidak toksik dengan nilai LD50 lebih dari 5 g/Kg BB (Barnes et al. 2007). Penelitian toksisitas akut serbuk jahe pada tikus menghasilkan LD50 170 sampai 250 g/kg BB yang kalau diekstrapolasikan pada manusia setara dengan 25% bobot badan dan termasuk kategori praktis tidak toksik (Leonard 2006). Lebih dari 400 senyawa dalam jahe yang telah diidentifikasi dan mempunyai berbagai efek. Contoh senyawa tersebut tercantum dalam Tabel 2.1.
Zink (Zn)
Zink adalah trace mineral serbaguna yang diperlukan oleh lebih dari 100 enzim dan terdapat pada hampir semua sel. Pada tulang dan otot, terdapat kadar Zn yang paling tinggi, tetapi otot tidak dapat menggunakan secara langsung deposit Zn itu sehingga seseorang tetap harus mengkonsumsi makanan yang mengandung Zn untuk mempertahankan kondisi optimal. Zn berperan mendukung kerja berbagai enzim, termasuk metalloenzim yang diperlukan untuk berbagai proses metabolisme. Metalloenzim adalah enzim yang mempunyai satu atau lebih mineral dalam strukturnya.
Zn berperan serta dalam berbagai proses berikut (Bao et al. 2010): stabilisasi membran sel, antioksidan, antiinflamasi, meningkatkan immunitas, pelepasan insulin, pembekuan darah, meningkatkan efektivitas tiroid, penyembuhan luka, produksi sperma, pertumbuhan fetus, dan persepsi rasa.
Sifat antioksidan Zn dapat dibagi dalam dua hal, akut dan kronis. Efek akutnya terjadi melalui dua mekanisme; yaitu melindungi protein sulfhidryl dan menghambat pembentukan radikal hidroksil (OH*-) dari H2O2 pada reaksi Fenton atau reaksi Haber-Weiss (redoks) yang dipicu oleh Cu+ dan Fe++ (Halliwel dan Gutteridge 1991).
Cu+ + H2O2 Cu2+ + OH* + OH- K= 4,7 103 L/mol detik Atau secara umum dapat ditulis
Mn+n (logam) + H2O2 Mn (n+1) + OH* + OH-
Salah satu contoh efek Zn dalam melindungi gugus sulfhidryl dari oksidasi telah diteliti pada δ-aminolivulinate dehydratase. δ-Aminolivulinate dehydratase
adalah enzim yang mengkatalisis pembentukan pyrrole porphobilinogen dari 2 molekul δ-aminolivulinate acid. Pada manusia, keberadaan δ-aminolivulinate dehydratase sebagai suatu homo-octamer dari subunit identik dari suatu molekul yang masing-masing bermasa 31.000–35.000 kDa. δ-Aminolivulinate
dehydratase adalah suatu sulfhidryl dependent yang erat kaitannya dengan oksidasi dan aktivitas enzim thiol. Penelitian menunjukkan bahwa 8 mol Zn berikatan dengan satu mol oktamer dan jumlah ikatan Zn berhubungan erat dengan aktivitas enzim. Efek perlindungan dari Zn diperkirakan karena menjaga gugus sulfhidryl esensial (Powell 2000).
Gambar 2. 6 Mekanisme Protektif Zn pada δ-Aminolivulinate Acid Dehydratase Sulfhidryl (Powell 2000)
Masih banyak contoh enzim dan protein yang mempunyai gugus thiol yang dilindungi oleh Zn, seperti dihydrorotase, tubulin DNA zinc-binding proteins (zinc fingers), alanyl tRNA synthetase, class I tRNA synthetase, 5-enolpyruvylshikimate-3-phosphate syntetase, dan protein farnesyltransferase
(Bao et al. 2010).
Mekanisme antioksidan kronis Zn belum jelas, kemungkinan Zn bekerja secara tidak langsung dengan menginduksi metallothionein pada berbagai organ, seperti hati, ginjal, dan usus halus. Metallothionin mempunyai efek sebagai antioksidan terhadap berbagai stres oksidatif (SO), seperti karena radiasi, doxorubicin (antikanker), etanol, dan mutagenesis oksidatif. Dalam metallothionin terdapat Zn yang sangat penting fungsinya untuk redoks seluler. Kondisi SO yang berat menyebabkan perubahan redoks seluler karena Zn terlepas dari metallothionin dan terjadi perubahan ikatan sulfida. Pengaruh SO dan defisien Zn dapat meningkatkan kerusakan paru-paru, mikrosom hepar, R* pada mikrosom paru-paru, merangsang peroksidasi pada mikrosom dan mitokondria hepar, meningkatnya protein karbonil dan 8-oxo-2-deoxy-guanosine testes tikus, dan meningkatkan sensitivitas oksidasi lipoprotein (Powell 2000).
Kombinasi EERJ dengan Zn dalam Mencegah Aterosklerosis
Peran EERJ dan Zn sebagai antiaterosklerosis yang diadaptasi dari berbagai pustaka dapat digambarkan sebagai berikut:
Gambar 2.7 Mekanisme EERJ dan Zn dalam Menghambat Aterosklerosis (Diadaptasi dari Berbagai Sumber). EERJ menghambat R* (1), hipertensi (2), diabetes (3), kerusakan endotel (4), disfungsi endotel (5), menghambat HMG Co-A reduktase (7), merangsang 7-α -hidroksilase (8), oksidasi LDL (9), dan meningkatkan R* (10). Zn menghambat 1, 4,6, dan 9. Tanda + berarti meningkat. (Diaz et al. Sel adhesi sitokin
Atorvastatin
Atorvastatin adalah antihiperkolesterolemia golongan statin (Gambar 2.8). Golongan statin bekerja menghambat enzim HMG-CoA reduktase sehingga konversi hidroksi metil glutaril Ko enzim A (HMG-CoA) menjadi mevalonat terhambat. Mevalonat adalah prekursor pembentukan kolesterol di sel hepar. Terhambatnya enzim HMG-CoA reduktase menyebabkan jumah kolesterol dalam sel hepar berkurang. Berkurangnya kolesterol dalam sel hepar memacu peningkatan síntesis reseptor LDL yang akibatnya bersihan kolesterol dalam plasma meningkat dan menyebabkan kadar kolesterol plasma berkurang (Trevor
et al. 2008).
Antihiperkolesterolemia golongan statin antara lain adalah atorvastatin, rosuvastatin, simvastatin, lovastatin, pravastatin, dan fluvastatin. Atorvastatin, rosuvastatin, dan simvastatin mempunyai kemampuan menurunkan kolesterol lebih tinggi dibandingkan dengan statin yang lain, yaitu mencapai 20-50%. Atorvastatin menurunkan LDL, kolesterol total, apolipoprotein B, dan trigliserida lebih besar dibandingkan statin yang lain. Atorvastatin dapat mengurangi aterosklerosis melalui efeknya baik menurunkan kolesterol maupun sebagai antioksidan (Srinivas et al. 2008). Beberapa alasan di atas mendasari pemilihan atorvastatin sebagai kontrol positif dalam menurunkan kadar kolesterol plasma dan mencegah terbentuknya aterosklerosis, baik pada kelinci yang diberi diet tinggi kolesterol atau kelinci hiperkolesterolemia. Dosis lazim atorvastatin sebagai penurun kolesterol pada orang dewasa adalah 10-80 mg/hari (Trevor et al. 2008).
Hewan Coba untuk Penelitian Aterosklerosis
Pencarian senyawa baru sebagai obat, menentukan aktivitas, dan uji toksisitas suatu senyawa memerlukan hewan coba. Hewan coba sangat beragam bergantung pada tujuan dan kebutuhan. Jenis hewan coba antara lain mencit, tikus, kelinci, hamster, ayam, burung merpati, ayam kalkun, kelinci, monyet, kucing, anjing, marmut, katak, dan kuda. Hewan coba harus mempunyai kemiripan metabolisme dan fisiologi dengan manusia dan banyak data penelitian menggunakan hewan tersebut. Hewan coba harus merupakan keturunan dari hewan percobaan yang mempunyai karakteristik genetik yang jelas dan memenuhi semua asumsi percobaan. Syarat lainnya adalah hewan coba mudah diperoleh, mudah dipelihara, murah, sehat, dan tidak merupakan hewan yang dilindungi (Frank 2001).
Hewan yang sering digunakan dalam penelitian hiperkolesterolemia dan aterosklerosis di antaranya adalah monyet, tikus, ayam, ayam kalkun, burung merpati, dan kelinci. Monyet ekor panjang (Macaca fascicularis) merupakan hewan yang baik digunakan karena metabolismenya mirip dengan manusia. Monyet ekor panjang dapat dibuat hiperkolesterolemia dan aterosklerosis dengan diet aterogenik yang mengandung 0,5% kolesterol atau 42% sumber kalorinya berasal dari lemak. Hewan coba ini penggunaannya sangat dibatasi karena termasuk spesies yang dilindungi (Adriyanto 2009). Walaupun dilindungi, di Indonesia Macaca fascicularis pernah digunakan sebagai hewan coba untuk penelitian aterosklerosis (Piliang et al. 1996)
Tikus (Rattus novergicus) banyak digunakan dalam penelitian hiperkolesterolemia dan aterosklerosis karena merupakan satu-satunya hewan yang sekuen asam amino penyususun enzim 7α-hidroksilase telah diketahui.
apo-B reseptor dan LDL reseptor (Smith 1998). Selain itu, tikus dapat dibuat hiperkolesterolemia dengan pemberian pakan tinggi kolesterol dan propiltiourasil (PTU), namun cara ini menyebabkan terbentuknya kolesterol yang tidak alamiah. Kelinci (Orytalagus cuniculus) merupakan hewan coba yang sesuai untuk penelitian hiperkolesterolemia dan aterosklerosis. Pemberian pakan aterogenik yang mengandung 0,25–1% kolesterol akan menyebabkan kenaikan konsentrasi kolesterol dan trigliserida mulai minggu ke-4 dan terus naik hingga minggu ke-7 perlakuan. Plak aterosklerosis dapat terbentuk 15,8% setelah 4 minggu pemberian pakan aterogenik yang mengandung 1% kolesterol, dan plak dapat meningkat sampai 44% dengan pemberian diet aterogenik yang mengandung 0,5% kolesterol selama 12 minggu perlakuan (Yanni 2004).
Di antara hewan coba untuk penelitian aterosklerosis, hanya kelinci yang mempunyai kecenderungan hiperkolesterolemia dalam beberapa hari setelah diet aterogenik. Kadar LDL normal pada kelinci sangat rendah (17 mg/dL atau 1,3 mmol/L) (Tabel 2.2) dan dapat meningkat 2 sampai 8 kali setelah diberi pakan yang mengandung 0,1-2% kolesterol dalam 20 hari. Kadar kolesterol pada kelinci meningkat dengan cepat dan diikuti terbentuknya lesi dan sel busa. Lesi awal pada kelinci sama dengan garis lemak (fatty streaks) pada manusia, tetapi tidak berkembang menjadi plak, seperti yang terjadi pada manusia. Eksperimen jangka panjang menggunakan kelinci sebagai hewan coba yang diberi diet aterogenik tidak menguntungkan karena dapat menyebabkan hepatotoksik berat yang tidak memungkinkan hewan bertahan hidup dalam waktu lama. Karena keterbatasan ini, pemberian pakan aterogenik dapat diberikan selama 6 minggu. Penelitian menggunakan hewan model kelinci hanya untuk melihat efektivitas obat dalam menghambat pembentukan fatty streaks atau ateroma (Yanni 2004).
Tabel 2.2 Konsentrasi LDL pada Berbagai Spesies Hewan (Adriyanto2009)
No. Spesies Konsentrasi (mg/dL)
1 Mencit 20
2 Tikus 24
3 Marmut 28
4 Kelinci 17
5 Anjing 13
6 Sapi 24
7 Babi 52
8 Monyet 42
9 Babon 46
BAB 3
KOMBINASI EKSTRAK ETANOL RIMPANG JAHE (Zingiber
officinale Roscoe) DENGAN Zn SEBAGAI ANTIATEROMAPADA KELINCI YANG DIBERI DIET ATEROGENIK
The Combinations Ethanol Extract of the Ginger (Zingiber officinale Roscoe)with Zn as Antiatheroma in Fed Rabbits Atherogenic Diet
Abstrak
Hiperkolesterolemia dan LDL teroksidasi merupakan faktor utama penyebab aterosklerosis. Ekstrak etanol rimpang jahe (EERJ) dan Zn masing-masing dapat menurunkan kadar kolesterol dan sebagai antioksidan. Penelitian ini bertujuan membuktikan efektivitas kombinasi EERJ dengan Zn sebagai antihiperkolesterolemia dan antioksidan dalam mencegah pembentukan ateroma pada kelinci yang diberi diet aterogenik. Parameter ateroma yang digunakan adalah kadar kolesterol total (KT), LDL, luas dan tebal plak ateroma, kadar MDA, dan aktivitas SOD. Dua puluh delapan kelinci jantan New Zealand white dibagi ke dalam 7 kelompok. Selama 6 minggu kelompok 1 hanya diberi diet standar dan kelompok 2 hanya diberi diet aterogenik. Kelompok 3,4,5,6, dan 7 selain diberi diet aterogenik secara berurutan juga diberi Zn 6,67 mg/kg, EERJ 200 mg/kg, kombinasi EERJ 50 mg/kg dengan Zn 6,67 mg/kg, kombinasi EERJ 100 mg/kg dengan Zn 6,67 mg/ kg, dan atorvastatin 1,9 mg/ kg BB per hari. Hasil penelitian menunjukkan bahwa perlakuan Zn 6,67 mg/kg dapat menghambat peningkatan kadar kolesterol total dan MDA, tetapi tidak efektif menghambat kenaikkan LDL dan pembentukan plak ateroma. EERJ 200 mg/kg dan EERJ kombinasi dengan Zn dapat menghambat kenaikkan kadar KT, LDL, plak ateroma sama dengan atorvastatin (p>0,05). Namun, kombinasi EERJ 50 mg/kg dengan Zn dalam menghambat kenaikkan KT, LDL, dan plak ateroma kecenderunganya lebih baik dibandingkan dengan perlakuan lain. Kombinasi EERJ 50 mg/kg dengan Zn menghabat kenaikkan MDA lebih baik (p<0,05) dan meningkatkan SOD sama dengan perlakuan lain (p>0,05). Disimpulkan bahwa kombinasi EERJ 50 mg/kg dengan Zn memberikan hasil terbaik dalam mencegah ateroma pada kelinci yang diberi diet aterogenik dibandingkan perlakuan lain.
Kata Kunci: hiperkolesterolemia, diet aterogenik, ekstrak etanol rimpang jahe, dan ateroma
Abstract
as antihypercholesterolemia and antioxidant to prevent atheroma. Parameters for the atheroma were the concentrations of total cholesterol (TC), LDL, MDA, and plaque. Twenty eight male New Zealand white rabbits were divided into seven groups. For 6 weeks, group 1 was fed with a standard diet and group 2 was fed with an atherogenic diet. Beside the atherogenic diet, group 3,4,5,6, and 7 were also treated by supplementary treatment, which are Zn 6.67 mg/kg, EEG 200 mg/kg, combination EEG 50 mg/kg and Zn 6.67 mg/kg, combination EEG 100 mg/kg and Zn 6.67 mg/kg, and atorvastatin 1.9 mg/kb BW per day. Zn 6.67 mg/kg treatment reduces the increase of TC but did not impede LDL, MDA, and did not prevent plaque atheroma. EEG 200 mg/kg, combination EEG 50 mg/kg and Zn, and combination EEG 100 mg/kg and Zn treatment impeded the increase of TC, LDL, MDA and prevent atheroma and increase SODequal to the atorvastatin. Based on the ability to restrain the increase of TC, LDL, and plaque atheroma the treatment with combination of EEG 50 mg/kg and Zn resulted in higher and significant (p<0.05) reduction of MDA than atorvastatin. This research concluded that combination of EEG 50 mg/kg and Zn treatment exhibited the highest atherosclerosis prevention effect as compared to the other treatments for atherogenic diet rabbits.
Keywords: hypercholesterolemia, atherosclerosis, ethanol extract of ginger, and atherogenic diet.
Pendahuluan
Aterosklerosis adalah suatu lesi pada arteri sedang atau besar yang ditandai dengan disfungsi endotel, inflamasi vaskuler, akumulasi lemak, dan kalsium serta senyawa seluler lainnya pada tunika intima dinding pembuluh darah (Price dan Wilson 2006). Aterosklerosis menyebabkan lumen pembuluh darah menyempit, elastisitas berkurang, respons vaskular berlebihan, obstruksi luminal akut atau kronis, aliran darah tidak normal, dan suplai oksigen ke jaringan berkurang (Madhumati et al. 2006). Aterosklerosis dapat memacu timbulnya berbagai penyakit, seperti gagal jantung, hipertensi, angina pektoris, dan stroke. Berdasarkan survei pemeriksaan kesehatan dasar, penyebab kematian utama pasien di Rumah Sakit pada tahun 2008 adalah stroke, hipertensi, dan penyakit sistem sirkulasi yang erat hubungannya dengan aterosklerosis (Depkes RI 2009).
Kerusakan endotel dan oksidasi LDL dapat terjadi karena radikal bebas (R*) yang berlebihan atau stres oksidatif. LDL teroksidasi toksik pada endotel dan dapat memacu migrasi monosit ke dalam tunika intima. Migrasi monosit ke tunika intima merupakan awal terjadinya aterosklerosis. Untuk mengurangi kejadian aterosklerosis dapat diberikan antihiperkolesterolemia, antioksidan, dan antiinflamasi untuk mencegah oksidasi LDL dan kerusakan endotel.
Ekstrak etanol rimpang jahe (EERJ) mempunyai aktivitas antihiperkolesterolemia, antioksidan, antihipertensi, antidiabetes, dan antiinflamasi yang semuanya merupakan faktor risiko terjadinya aterosklerosis. EERJ dosis 200 mg/kg BB per hari dapat menurunkan kadar kolesterol dan antiaterosklerosis pada kelinci yang diberi diet tinggi kolesterol. EERJ dosis 200 mg/kg BB per hari yang diberikan selama 20 hari secara signifikan dapat menurunkan glukosa, kolesterol total, LDL, dan menaikkan HDL pada tikus diabetik karena induksi streptozotosin (Bhandari et al. 2005). EERJ dosis 250 µg/hari pada mencit defisien apolipoprotein E dapat mengurangi luas lesi aterosklerosis sebesar 44%, menurunkan trigliserida sebesar 27%, dan kolesterol sebesar 29% dibandingkan kontrol normal, serta dapat menurunkan LDL teroksidasi (LDL-associate lipid peroxides) dan menghambat agregrasi LDL sebanyak 62% dan 33% (Fuhrman et al. 2000). EERJ dosis 100-400 mg/kg BB per hari yang diberikan pada tikus diet tinggi lemak selama 6 minggu dapat menurunkan kadar glukosa, kolesterol total, LDL, tigliserida, dan asam lemak bebas secara signifikan (Nammi et al. 2009).
Zinc (Zn) sebagai antioksidan dan antihiperlipidemia telah terbukti pada penelitian menggunakan tikus knock-out (LDL-R-/-) atau tikus defisien reseptor LDL yang diberi diet tinggi lemak. Pada tikus knock-out (LDL-R-/-), defisien Zn menyebabkan kenaikkan kadar kolesterol, trigliserida, glutation reduktase
(GSSH), dan marker inflamasi, seperti nuclear factor-kB (NF-kB) dan vascular cell adhesion molecule-1 (VCAM-1) (Reiterer et al. 2005). Defisien Zn juga dapat meningkatkan kerusakan sel endotel yang dipicu stres oksidatif (Alsuhendra 2004) sehingga mengganggu kelenturan pembuluh darah. Zn karbonat yang ditambahkan pada pakan sebanyak 1 g/kg selama 8 minggu dapat menurunkan aterogenesis pada kelinci diet tinggi kolesterol (Ren et al. 2006). Zn dapat melindungi kerusakan seluler karena radikal bebas dan dapat melindungi gugus sulfihidril (-SH) dari oksidasi (Zelikoff and Thomas 1998; Powell 2000). Zn dapat mencegah timbulnya aterosklerosis melalui efeknya sebagai antioksidan dan stabilisasi membran sel terhadap zat-zat seperti sitokin dan PUFA (Eby and Halcom 2005).
Salah satu efek EERJ dalam menurunkan kadar kolesterol ialah dengan cara meningkatkan aktivitas enzim kolesterol-7α-hidroksilase hepatik, suatu rate
limiting enzyme pada biosintesis asam empedu dan menghambat HMG-CoA redutase suatu enzim untuk síntesis kolesterol (Fuhrman et al. 2000; Sanghal et al. 2012). Peningkatan aktivitas kolesterol-7α-hidroksilase (CYP7A1) hepatik
akan menstimuli konversi kolesterol menjadi asam empedu (Fuhrman et al. 2000). Peningkatan aktivitas kolesterol-7α-hidroksilase hepatik dapat
meningkatkan radikal bebas dalam tubuh (Murray et al. 2003) sehingga peran EERJ dalam mencegah aterosklerosis pada hiperkolesterolemia dapat berkurang jika tubuh kekurangan antioksidan. Kekurangan antioksidan dapat diminimalisir
EERJ maupun Zn dapat menurunkan kadar kolesterol, antioksidan, dan antiinflamasi sehingga keduanya akan lebih efektif mencegah terjadinya aterosklerosis jika dikombinasikan. Kombinasi antara EERJ dengan Zn kemungkinan akan bersifat sinergis dalam mencegah aterosklerosis karena berbeda dalam cara kerja dan struktur kimianya. Dosis EERJ yang efektif sebagai antiaterosklerosis pada kelinci jika digunakan sendirian adalah 200-500 mg/kg BB per hari dan jika dikonversi ke manusia (70 kg) sekitar 2840-7100 mg (Paget and Barnes 1964), dosis tersebut tidak aplikatif dan tidak ekonomis digunakan pada manusia. Besarnya dosis EERJ kemungkinan dapat diperkecil dengan penambahan senyawa yang mempunyai efek yang sama dengan mekanisme kerja yang berbeda atau menambahkan antioksidan. Berbagai alasan di atas, mendorong dilakukan penelitian yang bertujuan untuk mengetahui efektivitas, optimasi, dan mencari sinergisme penggunaan kombinasi EERJ dengan Zn untuk mencegah ateroma pada kelinci yang diberi diet aterogenik.
Bahan dan Metode
Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian dilakukan pada bulan Mei 2011-Juni 2012. Penelitian dilaksanakan di Balitnak Ciawi Bogor, Laboratorium Farmakologi Fakultas Farmasi dan Sain Uhamka, Laboratorium PAU IPB, dan Laboratorium Anatomi dan Fisiologi serta Bagian Patologi FKH IPB.
Bahan dan Alat Penelitian 1. Hewan Percobaan
cukup. Lampu dinyalakan pada siang hari dan dimatikan pada malam hari agar tidak mengubah siklus hidup hewan coba.
2. Senyawa Uji dan Pembanding
Rimpang jahe diperoleh dari Balai penelitian Tanaman Rempah dan Obat (Balitro) Departemen Pertanian Bogor. Zn sulfat dan atorvastatin diperoleh dari PT. Kalbe Farma Jakarta.
3. Senyawa Kimia dan Reagen
Senyawa Kimia dan reagen yang digunakan antara lain kit kolesterol (Boehringer Mannheim), TCA, TBA, dl-epinefrin, tetraetilpropan (TEP) (Merk), berbagai pelarut dan buffer, dan Oil Red O.
4. Pakan untuk Penelitian
Pakan yang digunakan ada dua macam, yaitu pakan standar dan pakan aterogenik (pakan standar yang mengandung kolesterol 0,5% dan 5% minyak kelapa). Pakan standar dan aterogenik dibuat oleh Balai Penelitian Ternak (Balitnak) Deptan RI Ciawi Bogor. Nilai kalori pakan standar adalah 2600 kkal/kg dan pakan aterogenik sebesar 2900 kkal/kg (Komposisi pakan terdapat di Lampiran 12).
5. Peralatan
Peralatan yang dibutuhkan antara lain, siring (spuit), kandang hewan coba yang dilengkapi tempat pakan dan minum, timbangan hewan, neraca analitik, sentrifus klinik, sentrifus dingin, spektofotometer, peralatan bedah,
water bath, peralatan gelas, oven, rotari evavorator, spektrofotometer klinik, mikropipet, peralatan untuk membuat sediaan histopatologi, mikroskop olympus, kamera, kamera mikroskop digital, program minitab 15, dan program MacBiophotonic.
Protokol Penelitian 1. Rancangan Percobaan
air minum ad libitum. Rata-rata konsumsi pakan harian selama adaptasi digunakan sebagai acuan pemberian pakan pada masa perlakuan. Jumlah pakan standar yang diberikan adalah 48, 2 g/kg BB dan pakan aterogenik 43,2 g/kg BB. Pakan standar dan pakan aterogenik yang diberikan dengan jumlah tersebut mempunyai kalori yang seimbang.
Hewan coba sebanyak dua puluh delapan ekor dibagi menjadi tujuh kelompok. Selama 6 minggu kelompok 1 hanya mendapatkan diet standar, kelompok 2 mendapatkan diet aterogenik. Kelompok 3,4,5,6 dan 7 secara berturut-turut selain mendapatkan diet aterogenik juga mendapatkan perlakuan Zn 6,67 mg/kg, EERJ 200 mg/kg, kombinasi EERJ 50 mg/kg dengan Zn 6,67 mg/ kg, kombinasi EERJ 100 mg/kg dengan Zn 6,67 mg/ kg, dan atorvastatin 1,9 mg/ kg BB per hari. Kadar lemak feses diukur pada minggu ketiga. Kadar kolesterol total dan LDL diukur pada awal dan akhir perlakuan, dan plak ateroma, kadar MDA, dan aktivitas SOD ditetapkan pada akhir perlakuan.
2. Penyiapan EERJ
Rimpang jahe yang telah dikeringkan diserbuk hingga diperoleh diameter 40 mesh, serbuk yang diperoleh dimaserasi dengan etanol 70% selama 2 hari atau sampai maserat menjadi jernih. Ampas disaring dan dimaserasi ulang dengan etanol 70% hingga cairan penyari jernih. Filtrat hasil penyaringan dipekatkan dengan evaporator pada suhu tidak lebih dari 60oC hingga diperoleh ekstrak kental. Ekstrak kental dikeringkan dalam oven suhu 50oC hingga diperoleh ekstrak kering. Pemberian ekstrak pada hewan coba diberikan dalam bentuk suspensi dalam NaCMC 0,5% dan cara penyiapan suspensi sebagaimana terdapat di Lampiran 10.
3. Pengukuran Kadar Kolesterol Total dan LDL
Kadar Kolesterol total dan LDL diukur dengan metode CHOD-PAP
(Cholesterol Oxidase-p-aminophenozone) dengan prinsip pengujian secara
