BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Uraian Tumbuhan
Andaliman ditemukan tumbuh liar di Tapanuli, Sumatera utara pada 1500 meter di atas permukaan laut pada temperatur 15-18o C, tumbuhan ini tersebar antara lain di bagian Utara India, Nepal, Pakistan Timur, Myanmar, Thailand dan Cina (Kristanty dan Junie, 2015).
2.1.1 Sistematika Tumbuhan
Sistematika tumbuhan andaliman (MEDA, 2016) : Kingdom : Plantae
Divisi : Spermathopyta Kelas : Dicotyledoneae Ordo : Sapindales Famili : Rutaceae Genus : Zanthoxylum
Spesies : Zanthoxylum acanthopodium DC. Nama Lokal : Andaliman
2.1.2 Nama Daerah Tumbuhan
2.1.3 Nama Asing Tumbuhan
Nama asing andaliman adalah yan-jiao (Cina), mouh laaht faa jiu (Cina Kanton), mao la hua jiao (Cina Mandarin), indonesian lemon pepper (Inggris), indonesischer zitronenpfeffer (Jerman), tambhul (India), sansho (Jepang) dan emmay/yerma (Tibet) (Anonim, 2012).
2.1.4 Morfologi Tumbuhan
Andaliman merupakan tumbuhan perdu tegak dengan tinggi 3-8 m, batang dan cabang berwarna kemerahan, beralur, berbulu halus dan berduri. Buah andaliman berbentuk bulat kecil, perikarpnya berwarna hijau tua smapai kemerahan dan warna bijinya hitam, bila digigit mengeluarkan aroma wangi, dan ada rasa getir yang tajam dan khas, serta dapat merangsang produksi air liur. Buahnya termasuk buah sejati berdiameter 3-4 mm yang terdiri dari satu bunga dengan banyak bakal buah yang masing-masing bebas dan kemudian tumbuh menjadi buah tetapi berkumpul pada satu tangkai. Daunnya merupakan daun majemuk dengan panjang 2-25 cm, anak daun 1-6 pasang dengan tangkai yang pendek, tepi daun bergerigi, ujung daun runcing, warna daun hijau dan permukaan atas daun lebih tua dibanding permukaan bawah daun. Panjang bunganya 3 mm. Tumbuhan ini berkembang biak dengan biji. Sistem akar tunggang dimana akar lembaga tumbuh terus menjadi akar pokok yang bercabang-cabang menjadi akar-akar yang lebih kecil dan sedikit berbulu halus di seluruh permukaannya (Parhusip, 2006).
2.1.5 Kandungan Kimia Buah Andaliman
2006). Pada genus zanthoxylum buah andaliman terdapat flavonoid yang berada dalam bentuk glikosida flavon, flavonols, dan flavanon (Waterman dan Grundon, 1983).
2.1.6 Kegunaan Buah Andaliman
Secara tradisional, buah andaliman banyak digunakan sebagai bahan aromatik, tonik, perangsang nafsu makan, obat sakit perut, serta diare. Masyarakat India menggunakan buah andaliman untuk mengobati kelumpuhan dan berbagai macam penyakit kulit, seperti bisul dan kusta. Buah andaliman juga digunakan sebagai bumbu masak di Sumatera Utara, khususnya Tapanuli Utara (Suryanto, dkk., 2004).
2.2 Ekstraksi
Ekstraksi adalah kegiatan penarikan kandungan kimia yang dapat larut sehingga terpisah dari bahan yang tidak dapat larut dengan pelarut cair. Senyawa aktif yang terdapat dalam simplisia dapat digolongkan ke dalam golongan minyak atsiri, flavonoid, alkaloid dan lain-lain. Simplisia yang lunak seperti rimpang dan daun, mudah ditembus oleh pelarut, karena itu pada proses ekstraksi tidak perlu diserbuk sampai halus. Simplisia yang keras seperti biji, kulit kayu dan kulit akar sulit untuk ditembus oleh pelarut, karena itu perlu diserbuk sampai halus (Depkes RI, 2000).
a. Cara dingin i. Maserasi
Maserasi adalah proses pengekstrakan simplisia dengan menggunakan pelarut dengan beberapa kali pengocokan atau pengadukan pada temperatur kamar.
Menurut Farmakope Indonesia Edisi III (1979), maserasi dapat dilakukan dengan cara sebagai berikut:
Masukkan 10 bagian simplisia dengan derajat halus yang cocok ke dalam sebuah bejana, kemudian dituangi dengan 75 bagian cairan penyari, ditutup dan dibiarkan selama 5 hari terlindung dari cahaya, sambil sering diaduk, serkai, peras, cuci ampas dengan cairan penyari secukupnya hingga diperoleh 100 bagian. Pindahkan ke dalam bejana tertutup, biarkan di tempat sejuk, terlindung dari cahaya, selama 2 hari. Enap tuangkan atau saring.
ii. Perkolasi
Perkolasi adalah ekstraksi dengan pelarut yang selalu baru sampai sempurna yang umumnya dilakukan pada temperatur ruangan. Proses perkolasi terdiri dari tahapan pengembangan bahan, tahap maserasi antara, tahap perkolasi sebenarnya (penetasan/penampungan ekstrak), terus menerus sampai diperoleh ekstrak (perkolat) sebanyak 1-5 kali bahan.
b. Cara panas i. Refluks
adanya pendingin balik. Umumnya dilakukan pengulangan proses pada residu pertama sampai 3-5 kali sehingga proses ekstraksi sempurna.
ii. Sokletasi
Sokletasi adalah ekstraksi yang umumnya dilakukan dengan alat soxhlet sehingga terjadi ekstraksi kontinu dengan jumlah pelarut relatif konstan dengan adanya pendingin balik.
iii. Digesti
Digesti adalah maserasi kinetik (dengan pengadukan kontinu) pada temperatur yang lebih tinggi dari temperatur kamar, secara umum dilakukan pada temperatur 40-50oC.
iv. Infudansi
Infudansi adalah proses ekstraksi dengan pelarut air pada temperatur penangas air (bejana infus tercelup dalam penangas air mendidih, temperatur terukur 96-98oC) selama waktu tertentu (15 - 20 menit).
v. Dekoktasi
Dekoktasi adalah proses penyarian dengan menggunakan pelarut air pada temperatur 90oC selama 30 menit.
2.3 Radikal Bebas
stabil. Reaksi ini terus-menerus berlangsung dalam tubuh dan bila tidak dihentikan akan menimbulkan berbagai penyaki kanker, jantung, katarak, penuaan dini, serta penyakit degeneratif lainnya (Silalahi, 2006).
Pembentukan radikal bebas dan reaksi oksidasi pada biomolekul akan berlangsung sepanjang hidup. Spesi kimia yang sangat berbahaya dalam makhluk hidup antara lain superoksida (O2-), hidroksil (OH-), peroksida (RO2-), hidroperoksil (HO2-), nitrogen monooksida (NO), peroksinitrit (ONOO-), asam hipoklorit (HOCL) dan hidrogen peroksida (H2O2) (Silalahi, 2006).
Keluarga radikal bebas yang dihasilkan dari oksigen disebut spesies oksigen reaktif (Reactive Oxygen Species (ROS)), terbentuk dalam kondisi fisiologis normal, tetapi menjadi merugikan ketika tidak dieliminasi oleh sistem endogen, yang menyebabkan kerusakan molekul lain dengan menarik elektron untuk mencapai stabilitas. ROS adalah ion, atom atau molekul yang memiliki kemampuan untuk mengoksidasi molekul. ROS adalah berbagai bentuk oksigen yang diaktifkan, seperti radikal anion superoksida (O2-) dan radikal hidroksil (OH). Radikal anion superoksida akan sangat berbahaya apabila terdapat bersama-sama dengan hidrogen peroksida karena akan menghasilkan radikal hidroksil (Kristanty, 2012).
dapat memunculkan radikal bebas antara lain radiasi, polusi, asap rokok, makanan, minuman, ozon dan pestisida (Rohmatussolihat, 2009).
2.4 Antioksidan
Antioksidan adalah senyawa yang mempunyai struktur molekul yang dapat memberikan elektronnya cuma-cuma kepada molekul radikal bebas tanpa terganggu sama sekali fungsinya dan dapat memutus reaksi berantai dari radikal bebas. Antioksidan bermanfaat dalam mencegah kerusakan oksidatif yang disebabkan radikal bebas dan ROS sehingga mencegah terjadinya berbagai macam penyakit kardiovaskuler, jantung koroner, kanker, serta penuaan dini (Ramadhan, 2015).
Berdasarkan mekanisme kerjanya, antioksidan digolongkan menjadi 3 kelompok, yaitu antioksidan primer, sekunder dan tersier.
a. Antioksidan Primer
Antioksidan primer disebut juga antioksidan endogenus karena dihasilkan di dalam tubuh (endogen). Yang termasuk di dalamnya adalah enzim superoksida dismutase (SOD), katalase, glutation peroksidase (GSH-PX), serta glutation reduktase (GSHR). Sebagai antioksidan, enzim-enzim ini bekerja menghambat pembentukan radikal bebas, dengan mengubahnya menjadi produk lain yang stabil, sehingga antioksidan kelompok ini disebut juga chain-breaking-antioxidant (Ramadhan, 2015). Mekanisme kerja antioksidan primer :
ii. Katalase dan glutation peroksidase memiliki fungsi memecah hidrogen peroksida menjadi air dan oksigen.
iii. Ketiga jenis enzim ini dibuat di dalam sel di bawah instruksi kode genetik yang panjang di dalam DNA. Setiap sel di dalam tubuh mengandung instruksi untuk membuat enzim-enzim ini (Ramadhan, 2015).
b. Antioksidan Sekunder
Antioksidan sekunder disebut juga antioksidan eksogenus atau non- enzimatis. Antioksidan dalam kelompok ini juga disebut sistem preventif. Kerja sistem antioksidan non-enzimatis yaitu dengan cara memotong reaksi oksidasi berantai dari radikal bebas atau dengan cara menangkapnya. Akibatnya, radikal bebas tidak akan bereaksi dengan komponen seluler (Winarsi, 2007).
c. Antioksidan Tersier
Kelompok antioksidan tersier meliputi sistem enzim DNA-repair dan metionin sulfoksida reduktase. Enzim enzim ini berfungsi dalam perbaikan biomolekuler yang rusak akibat reaktivitas radikal bebas (Winarsi, 2007).
2.5 Superoksida Dismutase
SOD adalah metaloenzim yang mengkatalis dismutasi radikal anion superoksida (O2-) menjadi hidrogen peroksida (H2O2) dan oksigen (O2) di dalam mitokondria. Selanjutnya H2O2 di dalam mitokondria akan mengalami detoksifikasi oleh enzim katalase menjadi senyawa H2O dan O2, sedangkan H2O2 yang berdifusi ke dalam sitosol akan didetoksifikasi oleh enzim glutation peroksidase (Pandey dan Rizvi, 2010).
Enzim SOD melindungi sel-sel tubuh dan mencegah terjadinya peradangan yang diakibatkan oleh radikal bebas. Sebenarnya enzim ini telah ada dalam tubuh, namun memerlukan bantuan zat-zat gizi mineral seperti mangan (Mn), seng (Zn), dan tembaga (Cu) agar bisa bekerja. Enzim SOD terdapat dalam semua organisme aerob, dan sebagian besar berada dalam tingkat subseluler (intraseluler). Berdasarkan adanya logam yang berperan pada sisi aktif enzim, enzim SOD dapat dikelompokkan menjadi 3, yaitu Cu/Zn-SOD, Mn-SOD, dan Fe-SOD (Winarsi, 2007).
a. Cu/Zn SOD atau SOD 1
oksidan. Satu unit CuZn-SOD didefenisikan sebagai banyaknya enzim yang diperlukan untuk menghambat 50% autooksidasi pirogalol. Dalam CuZn-SOD ini, mineral Cu penting untuk berfungsinya katalitik enzim, sedangkan Zn penting bagi fungsi struktural (Winarsi, 2007).
b. Mn-SOD atau SOD 2
Mn-SOD bekerja dengan cara menarik muatan negatif radikal superoksida (O2-) sehingga berubah menjadi positif pada sisi aktifnya. Selanjutnya, sisi aktif logam memberikan 1 elektron langsung kepada O2- sehingga mengurangi 1 molekul O2- dan 1 proton, untuk diubah menjadi bentuk H2O2. Mn-SOD disebut juga SOD 2, merupakan homotetramer yang terdapat pada matriks mitokondria dekat rantai transpor elektron dan kloroplas (Winarsi, 2007).
c. Fe-SOD
Fe-SOD terdapat dalam kloroplas. Kelompok Fe-SOD adalah jenis SOD yang pertama kali dikenal orang (Winarsi, 2007).
Selain ketiga bentuk isoenzim SOD tersebut, dalam mamalia juga terdapat bentuk EC-SOD, yaitu enzim yang terletak dalam cairan ekstraseluler (Winarsi, 2007). Dalam cairan ekstraseluler, termasuk serum, SOD ekstraseluler, yang disekresikan oleh sel endotel, adalah isozim SOD utama, dan aktivitas SOD dalam serum sebanding dengan konsentrasi SOD ekstraseluler (Spranger, 1997).
2.6 Flavonoid
yang berkaitan dengannya. flavonoid terdapat dalam semua tumbuhan hijau, sehingga dapat ditemukan pada setiap ekstrak tumbuhan. Flavonoid terdiri atas beberapa kelas antara lain, antosianin, flavonol, flavon, glikoflavon, iflavonil, flavanon, kalkon dan auron serta isoflavon (Gultom, 2011)
Diantara senyawa-senyawa antioksidan alami, yang terpenting adalah senyawa golongan flavonoid. Senyawa yang berpotensi sebagai penangkap radikal bebas (antioksidan) adalah fenolik (flavonoid). Beberapa studi in vitro menunjukkan aktivitas antioksidan flavonoid, yaitu mencegah bergabungnya oksigen dengan zat lain sehingga tidak menimbulkan kerusakan pada sel-sel tubuh. Senyawa flavonoid bersifat antibakteri, antiinflamasi, antialergi, antimutagen, antineoplastik, dan antitrombosit (Gultom, 2011).
2.7 Doksorubisin
Doksorubisin (DOX) merupakan antikanker yang esensial salah satunya untuk karsinoma payudara. DOX mampu memblok sintesis DNA dan menghambat enzim topoisomerase II (TOP2), sehingga kompleks yang terbentuk DOX-DNA-TOP2 merusak struktur DNA dan menghalangi sintesisnya. Untuk menimbulkan mekanisme kerja ini, maka DOX harus melintas ke dalam sitoplasma sel kanker secara difusi pasif dan berikatan dengan subunit proteosomal 20S, membentuk kompleks yang bermigrasi ke nukleus sehingga kompleks ini terurai dan DOX berikatan dengan DNA (Minotti, dkk., 2004).
Struktur kimia antrasiklin terdiri atas tetrasiklin yang mengandung kuinon dan konjugasi amino gula. Dalam lingkungan seluler, DOX mengalami aktivasi redoks melalui interaksi DOX dengan beberapa flavoprotein oxidoreduktase seperti NADPH dependent cytochrome P450 reductase, NADH dehydrogenase, xanthine oxidase. Penambahan satu elektron pada bagian ring C (reduksi elektron
Gambar 2.1 Pembentukan radikal bebas doksorubisin (Torres dan Simic, 2012) Semiquinon DOX, superoksida, dan hidrogen peroksida dapat menyebabkan pelepasan besi dari ferritrin (Chen, dkk., 2007; Minotti, dkk., 2004). Besi menyebabkan kerusakan oksidatif melibatkan pembentukan DOX-Fe. Adanya reduktor seperti NADPH cytochrome P450 reductase, glutathione atau cysteine, maka kompleks DOX-Fe(III) diubah menjadi DOX-Fe(II). Reaksi ini
berlangsung dengan pembentukan O2- dan perubahan bentuk quinon dari DOX menjadi radikal bebas semiquinon. Produk-produk dari reaksi ini menghasilkan pembentukan hidroksil radikal yang lebih agresif. Radikal semiquinon dapat diubah menjadi C7 deoxydaglikon yang poten sebagai alkylating agent (Torres dan Simic, 2012).
2.8 Histologi Hati
umum yang dipakai untuk mengamati jaringan adalah dengan membuat sediaan histologi yang dapat dipelajari dengan bantuan mikroskop cahaya. Di bawah mikroskop cahaya, jaringan diamati melalui transiluminasi (berkas cahaya yang menembus jaringan). Karena jaringan dan organ biasanya terlalu tebal untuk ditembus cahaya, jaringan tersebut harus diiris menjadi lembaran-lembaran tipis yang translusens (Junqueira dan Carneiro, 2003).
Sel–sel yang terdapat di hati antara lain: hepatosit, sel endotel, dan sel makrofag yang disebut sebagai sel kuppfer, dan sel ito (sel penimbun lemak). Sel hepatosit berderet secara radial dalam lobulus hati dan membentuk lapisan sebesar 1-2 sel serupa dengan susunan bata. Lempeng sel ini mengarah dari tepian lobulus ke pusatnya dan beranastomosis secara bebas membentuk struktur seperti labirin dan busa. Celah diantara lempeng-lempeng ini mengandung kapiler yang disebut sinusoid hati (Junquiera and Carneiro, 2003).
2.9 Patologi Hati
Degenerasi hidropis merupakan peristiwa meningkatnya kadar air di intraseluler yang menyebabkan sitoplasma dan organel-organel membengkak dan membentuk vakuola-vakuola. Rusaknya permeabilitas membran sel menyebabkan terhambatnya aliran Na+ keluar dari sel sehingga menyebabkan ion-ion dan air masuk secara berlebihan kedalam sel. Degenerasi hidropis merupakan respon awal sel terhadap bahan-bahan yang bersifat toksik, serta merupakan proses awal dari kematian sel (Jones, et al., 1997; Cheville, 1999). Kadar Na+ intrasel diatur oleh pompa Na+ yang memerlukan ATP, jika ATP berkurang maka akan mengakibatkan masuknya Na+ ke intrasel melebihi jumlah normalnya (Priyanto, 2009).
Kerusakan sel secara terus-menerus akan mencapai suatu titik sehingga terjadi kematian sel (Lu, 1995). Paparan zat toksik pada sel apabila cukup hebat atau berlangsung cukup lama, maka sel tidak dapat lagi mengkompensasi dan tidak dapat melanjutkan metabolisme (Juhriyyah, 2008). Inti sel yang mati dapat terlihat lebih kecil dan menjadi lebih padat (piknosis), hancur bersegmen-segmen (karioreksis) dan kemudian inti sel menghilang (kariolisis) (Underwood, 1994). Nekrosis hati adalah kematian hepatosit yang umumnya merupakan kerusakan akut (Lu, 1995).
2.10 Spektrofotometri Visibel
konsentrasi larutan di dalam kuvet. Alat ini menggunakan hukum Lambert Beer sebagai acuan (Ewing, 1957).
