BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Penyakit kardiovaskuler menjadi masalah kesehatan di dunia dan di Indonesia.
Di samping itu, sebagai penyebab kematian utama di dunia sampai tahun 2020,
termasuk juga penyakit jantung koroner dan pembuntuan pembuluh darah otak yang
diantaranya disebabkan oleh aterosklerosis (Tjokroprawiro,2002).
Telah dibuktikan bahwa aterosklerosis merupakan proses inflamasi/keradangan
kronis yang dihasilkan sel radang. Salah satunya dipicu oleh modifikasi Low Density
Lipoprotein (LDL)yang poten sebagai penyebab aterosklerosis adalah LDL teroksidasi
(oxidized LDL)(Ross, 1999).
Oxidized LDL (Ox-LDL) meningkatkan ROS (Reactive Oxigen Species)seperti
radikal bebashidrogen peroksidase. Ox-LDL bersifat sitotoksis dan berfungsi sebagai
kemotaksis faktor bagi monosit yang mengakibatkan penumpukan sel sel radang,
Keradangan terjadi karena Ox-LDL mengaktifkan faktor transkripsi Nuclear Factor
Kappa Beta (NF-κβ). NF- κβ yang teraktifasi akan menginduksi terbentuknya
protein-protein sistim imun dan molekul/ zat perantara yang pada akhirnya
meningkatkan progresifitas aterosklerosis atau memicu ruptur dari plak aterosklerosis
dan mengakibatkan pembuntuan arteri koroner (infark miokard), pembuluh darah otak
(stroke) dan lain-lain ( Collins dkk, 2001). Mengingat keradangan menjadi faktor utama
dari patogenesis aterosklerosis maka NF-κβ terlibat dalam patogenesis aterosklerosis
dengan merangsang sel radang dan molekul adesi maka pencegahan dan
pengobatannya dapat di mulai dengan penghambatan aktifasi protein penting yang
menimbulkan proses keradangan, yaitu NF-κβ sebagai targetnya (Krause dkk, 2002).
Upaya pencegahan melalui obat-obatan, misalnya golongan statin relatif mahal
sehingga diperlukan upaya pencegahan yang memerlukan pembiayaan lebih murah
(cost effective), diantaranya dengan pemanfaatan tumbuhan daerah tropis sebagai
salah satu target pengembangan pemakaian fitofarmarka baru mengingat Indonesia
merupakan negara tropis.
Salah satu tumbuhan tropis yang dapat digunakan sebagai fitofarmaka untuk
pencegahan terjadinya atherosklerosis adalah bunga rosella merah (Hibiscus
sabdariffa Linn.) yang mempunyai aktifitas antioksidan. Hal ini didukung oleh
2
tanah terutama di daerah tropis dan tidak memerlukan banyak air ( Duke,1998). BungaRosella merah (Hibiscus sabdariffa Linn) mengandung nutrisi yang cukup tinggi,
diantaranya protein,lemak, serat, kalsium, niasin, riboflavin, besi, karoten, tiamin, dan
vitamin C yang baik untuk kesehatan sehingga dapat dikembangkan sebagai sumber
nutrisi. Di Indonesia jumlahnya melimpah namun pemanfaatannya masih terbatas.
Hibiscus saddariffa Linn telah banyak dikenal di negara India, Jamaica, Inggris,
Taiwan, Jepang, Pilipina, Malaysia, dan negara Eropa sebagai tanaman yang dapat
menyehatkan dan bermanfaat sebagai obat. Namun data pemanfaatannya untuk
berbagai penelitian sebagai tanaman yang berkhasiat bagi kesehatan belum banyak
tersedia, khususnya di Indonesia. Penelitian oleh Chang dkk (2003) di Jepang telah
membuktikan bahwa pemberian ekstrak kering dari Hibiscus sabdariffa L 0.5- 1 %
pada diet dapat menghambat terjadinya arterosklerosis dengan menurunkan kadar
kolesterol, LDL, trigliserid dan menghambat pembentukan foam cell serta mencegah
migrasi sel otot polos dan kalsifikasi pembuluh darah pada kelinci. Diduga ekstrak
keringH.sabdariffa Lmempunyai aktifitas aktioksidan yang dapat mencegah terjadinya
atherosklerosis.
Senyawa bioaktif utama yang berperan sebagai antioksidan adalah
protocatechuic acid (PCA) dan antocyanin serta asam askorbat. Selain merupakan
anti oksidan yang baik, Hisbiscus sabdariffa Linn juga dianggap aman. Pemberian
ekstrak Rosella 150 sampai 180 miligram/KgBB/hari peroral tidak menunjukkan tanda
tanda efek tambahan sedangkan dosis pemberian PCA pada sel kultur hepatosit
adalah 0.05 mg/ml ,0.10 mg/ml dan 0.20 mg/ml .Dosis yang dianjurkan untuk minuman
teh adalah 1.5 gram /hari dilarutkan dalam air. Hibiscus sabdariffa Linn dapat
menangkap ROS dan radikal bebas, menurunkan O2reaktif, metabolisme peroksidasi lemak menjadi produk non radikal, dan mencegah generasi radikal bebas sehingga
melindungi jantung dengan netralisasi radikal bebas sampai 44 % namun mekanisme
kerja dari teh rosella merah pada penghambatan aterogenesis belum banyak diketahui.
Melihat patomekanisme aterosklerosis, Ox-LDL merupakan salah satu
penyebab utama proses aterogenesis diantaranya melalui pembentukan Reactive
Oxigen Species (ROS), menyebabkan aktifasi NF-κβ . NF-κβ merangsang banyak
sekali protein/gen antara lain molekul adesi VCAM-1 dan sitokin IL-1 yang dapat
memicu timbul dan berkembangnya aterosklerosis sehingga dapat menyebabkan
serangan jantung mendadak (infark miokard) akibat pembuntuan arteri koroner
efek pada jalur ini, namun hal ini perlu dibuktikan berikut dosis pemberiannya.
Hipotesis penelitian ini adalah apakah ekstrak bunga Rosella Merah (Hibiscus
safdariffa Linn) mempunyai efek penghambatan terhadap aktifasi NF-κβ yang
diinduksi produksi H2O2 oleh paparan Ox-LDL pada sebuah model kultur sel endotel vena umbilikalis manusia ( HUVECs) ?”. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui efek
dan mekanisme kerja dari ekstrak bunga Rosella Merah (Hibiscus sabdariffa Linn)
terhadap penghambatan produksi aktifasi NF-κβ yang memediatori terjadinya
inflamasi pada aterosklerosis.
B. Perumusan Masalah
Rumusan masalah dalam penelitian ini adalah “ apakah ekstrak bunga Rosella
Merah(Hibiscus safdariffaLinn)mempunyai efek penghambatan terhadap aktifasi
30 DAFTAR PUSTAKA
Ali, BH., Mousa HM., El Mougys. 2003. The Effect Of Water Extract And Anthocyanins Of Hibiscus Sabdariffa Linn On Paracetamol-Induced Hepatotoxicity In Rats. http://www.google.com
Brand, Korbinian., et. al. 1996. Activated Transcription Factor Nuclear Factor Kappa Beta Is Present In Atherosclerotic Lesion. J. Clinical Investigation; 97(7):p. 1715-1722.
Calara, Federico. 2000. An Animal Model To Study Local Oxidation Of LDL And Its Biological Effect In The Arterial Wall. Arteriosclerosis, Thrombosis And Vascular Biology ;18: p. 884-893
Chang-che chew, et al. 2003. Hibiscus Sabdariffa Extract Inhibits The Development Atherosclerosis In Cholesterol-Fed Rabbit. Journal Of Agricultural And Food Chemistry
Chen, Fei., et.al. 2001. New Insights : Into The Role Of Nuclear Factor Kappa Beta In Cell Growth Regulation. American Journal Of Pathology;159 (2): p. 387-397.
Collins, Tucker., Cybulsky, Myron I. 2001. NF-ΚB : Pitoval Mediator Or Innocent Bystander In Atherogenesis ?. The Jounal Of Clinical Investigation;107 (3): p. . 255-263.
Cominacini, Luciano., et.al. 2000. Oxidied Low Density Lipoprotein (Ox-LDL) Binding To Ox-Ldl Receptor-1 In Endothelial Cells Induces The Activation Of NF-Kβ Through An Increased Production Of Intracelluler Reactive Oxigyen Species. The Journal Of Biological Chemistry ; 275 (17) : p. 12633-12638
Duke, James A. 2004. Phytochemical Database, USDA-ARS,NGRL. Agricultural Research Service, Beltsvile Research Center, Maryland
Duke, James A.1998. Handbook Of Energy Crops : Hibiscus Sabdariffa Linn, Malvacea, Roselle. Center For New Crops And Plants Products, Purduc University
Epstein, Franklin H. 1997. Nuclear Factor Kappa Beta- A Pitoval Transcription Factor In Chronic Inflammatory Disease. NEJM; 336 (15) : p. 1066-1071.
Farombi, Olatunde E. 2003. Review : African Indigenous Plants With Chemotherapeutic Potentials And Biotechnological Approach To The Production Of Bioactive Prophylactic Agent. African Journal Of Biotechnology ; 2 (12) : p.662-671
Guyton & Hall.1997. Buku AjarFisiologi Kedokteran Edisi 9.Terjemahan : Setiawan., I Tengadi,KD., Santosa, A. PenerbitEGC, Jakarta.
Guzik, TJ., & Korbut R., & Guzik, T. Adamek .2003. Nitric Oxide And Superoxide In Inflamation And Immun System Regulation. Juornal Of Physiology And Pharmacology ; 54 ( 4,) : p. 469-487
Jonadet, M, et al. 1990. In Vitro Enzyme Inhibitory And In Vivo Cardioprotective Activities Of Hibiscus (Hibiscus Sabdariffa Linn).Journal Pharmacology .Belg;45 (2): p.120-124
Krause, Brian R.,et. al. 2002. Direct Vascular Target For Atherosclerosis Prevention. Departement Of Cardiovascular Therapeutic, Pfizer Global Research And Development, USA
Lopez, Resendiz., et al.2003. Antimutagenicity Of Natural Phenolic Compounds In Dried Flowers From Hibiscus Sabdariffa Linn.
Martinet, Wim., et.al. 2002. Elevated Level Of Oxidative DNA Damage And DNA Repair Enzyme In Human Atherosclerosis Plaque. Circulation; 106 : p. 927-932
Nodis, Howard N., et.al. 1994. Biochemical And Cytotoxic Characteristic Of An Vivo Circulating Oxidixed Low Density Lipoprotein (LDL). Journal Of Lipid Research ; 35: p. 669-679
Onyenekwe, P.C., et al. 1999. Antihipertensive Effect Of Roselle (Hibiscus Sabdariffa) Calyx Infusion In Spontaneously Hypertensive Rats And A Comparism Of Its Toxicity With That In Wistar Rats. Cell Biochem Function. Pubmed ; 17(3) :p.199-206
Pribadi, M.Julwan. 2003. Disfungsi Endotel Dan Atherosklerosis. http://www.google.com
Ross, Russell. 1999. Atherosclerosis-An Inflammatory Disease. N. Eng J Med ; 340 : p. 115-126
Sargowo, Djanggan. 2002. Fungsi Endotel Pada Penyakit Kardiovaskuler. FK Universitas Brawijaya , Malang
Sargowo,D.1997. Peran Radikal Bebas Dalam Patogenesa Aterosklerosis Dalam : Soeatmaji J.W. et.al. Proceedings Simposium Radikal Bebas Dan Patogenesa Penyakit. FK Unibraw Malang.
Sargowo,D.2002. Atherosclerosis Its Manifestation And Danger. FK Unibraw Malang.
Sugiyama, Seigo., et.al.1998. Biphasic Regulation Of Transcription Factor Nuclear Factor Kappa Beta Activity In Human Endothelial Cells By Lysophospatidylcholine Through Protein Kinase C-Mediated Pathway .Arteriosclerosis, Thrombosis And Vascular Biology;18 ( 4 ) : p. 568-576
Suryohudoyo. 1997. Oksidan Dan Antioksidan Pada Diabetes Melitus Dalam : Tjokroprawiro A dkk ” Proceedings Of The Third Surabaya Diabetes Up Data”, Surabaya : h. 27-29
Tjokroprawiro, A. 1997. Diabetes Up Date 1997 Dalam : Proceedings Of The Third Surabaya Diabetes Up Data, Surabaya : p 1-21
Tseng, T.H., et al. 1996. Hibiscus Protocatechuic Acid Protecct Against Oxidative Damage Induced By Tert. Butylhydroperoxide In Rat Primary Hepatocytes. Chem Biol Interact., August 14;101(2): p.137-148
32 Tseng, T.H.,Hsu, H.D.1998. Inhibitory Effect Of Hibiscus Protocatechuic Acid On
i
LAPORAN PENELITIAN
DOSEN MUDA
EFEK PENGHAMBATAN BUNGA ROSELLA MERAH
( Hibiscus
sabdariffa
Linn
)
SEBAGAI ANTI ATEROSKLEROSIS TERHADAP
AKTIFASI
NF-κβ
PADA
KULTUR SEL ENDOTHEL
YANG DIPAPAR
LOW DENSITY LIPOPROTEIN
TEROKSIDASI
Oleh :
Dyah Widowati, SKM Dwi Sarbini, SST, M.Kes
DIBIAYAI OLEH KOORDINASI PERGURUAN TINGGI SWASTA WILAYAH VI SEMARANG DENGAN SURAT PERJANJIAN NO 019/006.2/PP/KT/2009, TERTANGGAL 16 MARET 2009
DIREKTORAT JENDERAL PENDIDIKAN TINGGI DEPARTEMEN PENDIDIKAN NASIONAL
JURUSAN GIZI FAKULTAS ILMU KESEHATAN UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
iii
RINGKASAN DAN SUMMARY
Pendahuluan: Penyakit jantung aterosklerosis saat ini menjadi ancaman global. Melihat patomekanisme aterosklerosis, ox-LDL merupakan salah satu penyebab utama proses aterogenesis diantaranya melalui pembentukan ROS yang akan mengaktifasi NF-κβ dan merangsang ekspresi protein TNF-α dan ICAM-1 dan akan memicu terjadinya inflamasi pada aterosklerosis. Bunga Rosella Merah diduga mempunyai efek pada jalur ini, namun hal ini perlu dibuktikan berikut dosis pemberiannya. Bunga Rosella merah (Hibiscus sabdariffaL.) telah dibuktikan invitro dan invivo mempunyai aktifitas antioksidan oleh kandungan senyawa penoliknya (protocatechuic aciddan antosianin) dan vitamin C. Mekanisme kerja dari bunga rosella merah pada penghambatan aterogenesis belum banyak diketahui.
Tujuan: Penelitian ini bertujuan untuk untuk mengetahui efek dan mekanisme kerja ekstrak bunga rosella merah (Hibiscus sabdariffa linn) terhadap aktifasi NF-κβ yang memediatori terjadinya inflamasi pada aterosklerosis.
Metode: Sebagai model penelitian menggunakan kultur sel endotel yang diisolasi dari vena umbilikalis manusia ( HUVECs). Kelompok kontrol digunakan HUVECs tanpa paparan ox-LDL untuk kontrol negatif dan HUVECs yang dipapar 40 ug/ml Ox-LDL sebagai kontrol positif. Kelompok perlakuan adalah HUVECs yang dipapar dengan berbagai dosis bunga rosella merah (0.01 mg/ml, 0.005 mg/ml dan 0.001 mg/ml) dan diberikan selama 2 jam sebelum dipapar ox-LDL. Pengukuran aktifasi NF-κβ dilakukan setelah 30 menit paparan Ox-LDL menggunakan imunohistokimia. Ekspresi protein TNF-α dan ICAM-1 diukur setelah 24 jam dipapar Ox-LDL menggunakan imunohistokimia.
Hasil:Berdasarkan pengukuran aktifasi NF-Κβ menunjukkan bahwa pemberian LDL teroksidasi pada kelompok kontrol positif yaitu HUVECs yang dipapar Ox-LDL dapat meningkatkan jumlah aktifasi NF-Κβ 22 kali lipat (48.40 ± 17.84) dibanding kelompok normal yaitu HUVECs tanpa dipapar Ox-LDL (2.21 ± 7.28). Jumlah NF-Κβ
yang teraktifasi pada kelompok perlakuan yang diberikan ekstrak bunga rosella Merah dengan berbagai dosis yaitu 0.001 mg/ml, 0.005 mg/ml dan 0.01 mg/ml menurun secara bermakna (p< 0.01) berturut-turut 46.7 %, 47.67 %, 48.4 % dibanding pada kelompok yang tidak diberikan ekstrak bunga rosella merah (kontrol positif).
Kesimpulan: Berdasarkan analisis ANOVA (p<0.01) terdapat efek penghambatan ekstrak bunga Rosella Merah (Hibiscus sabdariffalinn) terhadap aktifasi NF-κβ yang memediatori terjadinya inflamasi pada aterosklerosis melalui penghambatan aktifasi NF-κβ. Berdasarkan analisis korelasi Spearman`s (p<0.01, Correlation Coeff = -1) terdapat hubungan negatif antara aktifasi NF-κβ dengan dosis ekstrak bunga Rosella merah. Hal ini menunjukkan bahwa semakin besar pemberian dosis ekstrak bunga rosella merah pada sel endotel yang telah dipapar Ox-LDL semakin kecil jumlah aktifasi NF-Κβ.
NF-iv
v SUMMARY
Background: The atherosclerosis disease has recently been a global threat. Seeing the aterosclerosis pathomechanism, Ox-LDL was one of major source of aterogenesis process through the ROS formation as among other which would activate NF-κβ and encouraged protein expression (TNF- and ICAM-1) leading to the occurrence of inflammation in aterosclerosis disease.Rosela (Hibiscus sabdariffaLinn) was considered having effect on this track, but it still need to be proven together with its dosage. Recent studies indicate that Rosela is a tropical plant containing antioxidant, that is polyphenol compound (protocatechuic acid and antocyanin) and ascorbate acid invitro and invivo, and is widely distributed in Indonesia. The work mechanism of the red flower on the aterogenesis inhibition has not been largely known.
Objective: This study was aimed at knowing the effect and mechanism of the red Rosella flower (Hibiscus sabdariffa Linn) toward the decrease of NF-κβ activation that mediated the occurrence of inflammation on atherosclerosis.
Method: Cultured endothelial cells or human umbilicalis vein cultured endothelial cells (HUVECs), is used for a model of endothelial cells. On 5 treated groups, that was the group of HUVECs culture without presenting Ox-LDL as negative control; groups with 40 ug/ml Ox-LDL presentation as positive control; groups given the Rosela flower extract with various dosages (0.001 mg/ml, 0.005 mg/ml and 0.01 mg/ml) then being presented Ox-LDL. 40 ug/ml of Ox-LDL is treated on HUVECs to stimulate responds of endothelial cells mimicking atherosclerosis and dyslipidemia condition. The Red Rosella flower in a various dose, and a vehicle for control, were given 2 h before Ox-LDL treatment. The NF-κβ activaton measured by immunohistochemistry.
Result: Based on NF-Κβ activation measurement show adding of Ox-LDL in groups with 40 ug/ml Ox-LDL presentation can increase NF-Κβ activation 22 times (48.40 ± 17.84) to campare group of HUVECs culture without presenting Ox-LDL as negative control (2.21 ± 7.28).Total of activation of NF-K on group that treatment given by Red Rosella flower extract in various dosages (0.001 mg/ml, 0.005 mg/ml and 0.01 mg/ml) can decrease signifinactly (p< 0.01),respectively 46.7 %, 47.67 %, 48.4 % to compare positive control group that is not added with Red Rosella flower extract.
Conclusion: The red rosella flower treatment on Ox-LDL-treated HUVECs, in adequate dose, may result in prevention NF-κβ activation of in respond to Ox-LDL treatment, is (0.001 mg/ml, 0.005 mg/ml and 0.01 mg/ml) dosages. By correlation Spearman`s (p=0.01, Correlation Coeff= -1), there is negative correlation between NF-κβ activation in positive control groups and groups given the Red Rosela tea extract with various dosages. It points out that the more doses of tea extract given on endothelial cell exposed in Ox-LDL, the less activation of NF-K.
vi
vii PRAKATA
Alhamdulillahirobbil’alamin, mengiringi terselesaikannya penyusunan laporan
penelitian dosen muda dengan judul “Efek Penghambatan Bunga Rosella Merah
(Hibiscus sabdariffa Linn) sebagai Anti aterosklerosis terhadap aktifasi nf-κβ pada
kultur sel endothel yang dipaparlow density lipoproteinteroksidasi”.
Kami menyadari, terselesaikannya penyusunan laporan ini tidak lepas dari
bimbingan, arahan, dan partisipasi dari berbagai pihak. Untuk itu kami mengucapkan
terimakasih,jazakumullahu khoironkatsironkepada yang terhormat:
1. Menteri Pendidikan dan Kebudayaan Republik Indonesia, melalui Rektor dan
Lembaga Penelitian UMS yang telah memberikan dukungan dana kepada peneliti
untuk melaksanakan penelitian.
2. Dekan Fakultas Ilmu Kesehatan UMS dan Ketua Program Studi Gizi yang telah
memberikan ijin dan motivasi kepada peneliti selama melaksanakan penelitian.
3. Prof. DR. H. Djanggan Sargowo, Dr., SpPD.,SpJP(K) dan Dr. M. Saifur Rohman,
Ph.D yang telah memberikan masukan berharga dan membuka wawasan pemikiran
ilmiah dari penulis.
4. Semua laboran yang telah membantu penelitian.
5. Semua pihak yang telah membantu dan tidak dapat peneliti sebutkan satu persatu.
Peneliti menyadari bahwa hasil penelitian ini masih jauh dari kesempurnaan,
untuk itu tegur sapa dari berbagai pihak sangat kami harapkan dan hargai, guna
perbaikan di masa mendatang. Dipenghujung kata, segala kebenaran hanyalah dari
Allah SWT dan hanya kepada Allah SWT peneliti berserah serta berlindung dari segala
kekhilafan maupun kesalahan. Semoga penelitian ini bermanfaat. Amin ya
robbal’alamin.
Surakarta, 30 September 2009
viii DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL ... ... i
HALAMAN PENGESAHAN ... ii
RINGKASAN DAN SUMMARY ... iii
PRAKATA ……… v
DAFTAR ISI ……….……… vi
DAFTAR TABEL ……….……… vii
DAFTAR LAMPIRAN ……….……… vii
BAB I PENDAHULUAN ... 1
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 4
BAB III TUJUAN DAN MANFAAT PENELITIAN ... 16
BAB IV METODE PENELITIAN ... 17
BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN ... 14
BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN ... 29
DAFTAR PUSTAKA ... ... 30
ix
DAFTAR TABEL
Nomor Halaman
1. Efek Pemberian Ekstrak Bunga Rosella Merah (Hibiscus sabdariffaLinn) Terhadap Aktifasi NF-Κβ...
x
DAFTAR GAMBAR
Nomor Halaman
1. Morfologi Sel Endotel Vena Umbilikalis Manusia Primer Normal Hari Ke-4 Kultur ...
20
2. Sel Endotel Vena Umbilikalis Manusia Setelah Diinkubasi Ekstrak Bunga Rosella Merah Selama 2 Jam dan Dipapar LDL Teroksidasi Selama 30 Menit Sebelum Dilakukan Pengecatan imunohistokimia...
22
3. Hasil Sediaan Sel Endotel dengan Pengecatan Imunohistokimia Untuk Melihat Aktifasi NF-Κβ...
23
4. Diagram Interaksi Perbedaan Rerata Efek Ekstrak Bunga Rosella Merah Terhadap Aktifasi NF-Κβ...
xi
DAFTAR LAMPIRAN
