POTENSI ANTIKANKER TUMBUHAN ANDALIMAN (Zanthoxylum acanthopodium DC.)
SKRIPSI
OLEH:
Antonius Rizky Prasetyo Wahyudi NIM 161501169
PROGRAM SARJANA FARMASI FAKULTAS FARMASI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN
2021
POTENSI ANTIKANKER TUMBUHAN ANDALIMAN (Zanthoxylum acanthopodium DC.)
SKRIPSI
Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Farmasi pada Fakultas Farmasi Universitas Sumatera Utara
OLEH:
Antonius Rizky Prasetyo Wahyudi NIM 161501169
PROGRAM STUDI SARJANA FARMASI FAKULTAS FARMASI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN
2021
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah melimpahkan rahmat, karunia dan ridho-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “POTENSI ANTIKANKER TUMBUHAN ANDALIMAN (Zanthoxylum acanthopodium DC.”. Skripsi ini diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Farmasi dari Fakultas Farmasi Universitas Sumatera Utara.
Penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada ibu Khairunnisa, S.Si., M.Pharm., Ph.D., Apt. selaku Dekan Fakultas Farmasi Universitas Sumatera Utara dan pembimbing skripsi kedua saya. Ibu Dr. Poppy Anjelisa Hasibuan, S.Si., M.Si., Apt selaku dosen pembimbing skripsi pertama saya yang telah membimbing saya selama penelitian hingga selesainya skripsi ini. Ibu Dr. Aminah Dalimunthe, M.Si., Apt selaku ketua penguji dan Ibu Dewi Pertiwi S.Farm, M.Si., Apt. selaku anggota penguji yang telah memberikan kritik, saran dan nasihat yang membangun demi kesempurnaan skripsi ini. Ibu Embun Suci Nasution S.Si.Apt., M.Farm.Klin selaku dosen penasihat akademik yang telah membimbing dan memotivasi saya selama masa perkuliahan serta Bapak dan Ibu staf pengajar yang telah mendidik saya selama menempuh perkuliahan di Fakultas Farmasi Universitas Sumatera Utara.
Penulis juga mengucapkan terima kasih serta penghargaan yang tulus dan tak terhingga kepada kedua orang tua, ayahanda IG Wahyudi Eko Susilo dan Ibunda Marintan Marbun, serta keluarga atas doa dan dukungan baik moril maupun materil kepada penulis. Terima kasih juga kepada Eferindah Karlin Agata Hutasoit, Taufiq Kamil Sibarani, Muhammad Fahmi Koto, Angelina Bellaina Ginting, Nur Azizah,
POTENSI ANTIKANKER TUMBUHAN ANDALIMAN (Zanthoxylum acanthopodium DC.)
ABSTRAK
Latar Belakang: Kanker adalah penyebab utama kematian di seluruh dunia.
JumLah kasus kanker dan kematian diperkirakan akan tumbuh pesat seiring pertambahan penduduk, usia, dan gaya hidup yang meningkatkan risiko kanker.Tanaman antikanker yang ideal memiliki toksisitas selektif, artinya menghancurkan sel kanker tanpa merusak sel jaringan normal. Penggunaan berbagai macam tanaman obat telah menjadi perhatian besar bagi masyarakat, terutama para peneliti di bidang kesehatan. Selain penggunaan yang lebih aman, pencarian bahan aktif juga sangat mudah karena tersedia di alam. Andaliman (Zanthoxylum acanthopodium DC.) tidak menunjukkan efek sitotoksik pada sel normal (sel Vero) sehingga berpotensi sebagai obat antikanker.
Tujuan Penelitian: Pada penelitian ini bertujuan untuk melihat potensi tumbuhan andaliman sebagai antikanker.
Metode Penelitian: Penelitian ini dilakukan dengan mengumpulkan serangkaian artikel baik berupa research article maupun review article yang berkenaan dengan subjek yang di teliti dalam rentang tahun 2010-2020 melalui search engine pada Google Scholar, PubMed, Research Gate, dan PMC dengan kata kunci untuk pencarian jurnal seperti “Zanthoxylum acanthopodium DC., anticancer, apoptosis, cancer, cell cycle, MTT assay, treatment of cancer kemudian di lanjutkan dengan mereview artikel- artikel terkait tumbuhan Andaliman tersebut sehingga dihasilkan suatu narrative review sesuai dengan kriteria inklusi.sehingga di dapatkan 7 jurnal yang memenuhi kriteria inklusi dan eksklusi.
Hasil Penelitian: Berdasarkan telaah jurnal diperoleh bahwa dari 7 jurnal menunjukkan nilai IC50 (inhibition concentration 50) yaitu: sebanyak 6 jurnal dan satu jurnal yang menunjukan nilai LC50 (lethal concentration 50).Untuk nilai IC50
(inhibition concentration 50) yang terkecil yaitu 24.476 µg / ML terdapat dalam buah dengan ekstrak etil asetat, sedangkan LC50 (lethal concentration 50) yaitu 57,677 ppm terdapat dalam ekstrak kulit batang. Berdasarkan hasil penelitian, ektrak akan efektif sebagai anti kanker pada rentang 10-100 µg /mL.
Kesimpulan : Penelitian dapat disimpulkan berdasarkan data penelitian yang di sajikan menunjukkan adanya aktivitas antikanker pada tanaman andaliman (Zanthoxylum acanthopodium DC.) sehingga memiliki potensi sebagai antikanker.
Kata kunci: antikanker,andaliman,nilai IC50, kandungan metabolit
POTENTIAL ANTI-CANCER OF ANDALIMAN PLANT (Zanthoxylum acanthopodium DC.)
ABSTRACT
Background: Cancer is the leading cause of death worldwide. The number of cancer cases and deaths is expected to grow rapidly as population, age, and lifestyle increase the risk of cancer. An ideal anticancer plant has selective toxicity, meaning it destroys cancer cells without damaging normal tissue cells. The use of various kinds of medicinal plants has become a great concern for the public, especially researchers in the health sector. In addition to safer use, the search for active ingredients is also very easy because they are available in nature. Andaliman (Zanthoxylum acanthopodium DC.) does not show any cytotoxic effect on normal cells (Vero cells) so it has potential as an anticancer drug.
Research Objectives: This study aims to see the potential of andaliman plants as anticancer.
Research Methods: This research was conducted by collecting a series of articles in the form of research articles and review articles relating to the subjects studied in the 2010-2020 range through search engines on Google Scholar, PubMed, Research Gate, and PMC with keywords for journal searches. such as
“Zanthoxylum acanthopodium DC., anticancer, apoptosis, cancer, cell cycle, MTT assay, treatment of cancer, then proceed with reviewing articles related to the Andaliman plant so as to produce a narrative review according to the inclusion criteria. meet the inclusion and exclusion criteria.
Research Results: Based on a review of journals, it was found that from 7 journals showing IC50 (inhibition concentration 50) values, namely: 6 journals and one journal showing LC50 (lethal concentration 50) values. The smallest IC50 (inhibition concentration 50) value is 24,476 g /ML contained in the fruit with ethyl acetate extract, while the LC50 (lethal concentration 50) which was 57.677 ppm was found in the bark extract. Based on the research results, the extract will be effective as an anti-cancer in the range of 10-100 g/mL.
Conclusion: The research can be concluded based on the research data presented showing the anticancer activity of the andaliman plant (Zanthoxylum acanthopodium DC.) so that it has potential as anticancer.
Keywords: anticancer, andaliman, IC50 value, metabolite content
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ... i
HALAMAN PENGESAHAN ... ii
KATA PENGANTAR ... iii
PERNYATAAN ORISINALITAS ... v
ABSTRAK ... vi
ABSTRACT ... vii
DAFTAR ISI ... viii
DAFTAR TABEL ... x
DAFTAR GAMBAR ... xi
DAFTAR LAMPIRAN ... xiii
DAFTAR GAMBAR DALAM LAMPIRAN ... xiv
BAB I PENDAHULUAN ... 1
1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Perumusan Masalah ... 7
1.3 Hipotesis ... 7
1.4 Tujuan Penelitian ... 7
1.5 Manfaat Penelitian ... 7
1.6 Kerangka Pikiran ... 8
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 9
2.1 Uraian Tanaman Andaliman (Zanthoxylum acanthopodium DC.) ... 9
2.1.1 Klasifikasi Tumbuhan... 9
2.1.2 Nama Daerah dan Nama Asing ... 10
2.1.3 Morfologi Tumbuhan ... 12
2.1.4 Khasiat Tumbuhan ... 15
2.1.5 Kandungan Metabolit Sekunder Tumbuhan Andaliman (Zanthoxylum acanthopodium DC. ) ... 17
2.1.6 Kandungan Kimia Bahan Alam ... 20
2.2 Kanker... 24
2.2.1 Sifat Kanker ... 27
2.3 Siklus Sel ... 29
2.3.1 Apoptosis ... 32
2.3.2 Karsinogenesis ... 40
2.4 Pengobatan Kanker ... 42
2.4.1 Kemoterapi ... 43
2.4.2 Konsep Dasar Radioterapi ... 47
2.4.3 Pembedahan ... 50
BAB III METODOLOGI PENELITIAN... 52
3.1 Jenis Penelitian ... 52
3.2 Waktu dan Tempat Penelitian ... 52
3.3 Populasi Penelitian... 52
3.5 Prosedur Penelitian ... 53
3.6 Tahapan Penelusuran Artikel ... 54
3.7 Pengumpulan database ... 55
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... 57
4.1 Hasil ... 57
4.2 Pembahasan ... 61
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 70
5.1 Kesimpulan ... 70
5.2 Saran ... 71
DAFTAR PUSTAKA ... 72
LAMPIRAN ... 76
DAFTAR GAMBAR
2.1 Tanaman andaliman (Zanthoxylum acanthopodium) ... 9 2.3 Skema ringkasan tingkat regulasi dari cyclin dependent kinase (Cdk). ... 32 2.3.1 Sel yang rusak dapat mengalami apoptosis jika tidak dapat memperbaiki kesalahan genetik ... 33 2.3.3.1 Jalur apoptosis intrinsik ... 37
DAFTAR TABEL
1. Penggolongan Obat Sitostatika berdasarkan Mekanisme Kerja ... 46 4.1 Tabel Publikasi Jurnal Tentang Tanaman Andaliman (Zanthoxylum
acanthopodium DC.) ... 58 4.2 Metabolit sekunder dari biji (Zanthoxylum acanthopodium DC.) ... 61 4.2.2 Nilai IC50 dan LC50 beberapa ekstrak dan fraksi andaliman (Zanthoxylum acanthopodium DC.) ... 65
BAB I
PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang
Kanker adalah penyebab utama kematian di seluruh dunia dengan semua tingkat pendapatan. JumLah kasus kanker dan kematian diperkirakan akan tumbuh pesat seiring pertambahan penduduk, usia, dan gaya hidup yang meningkatkan risiko kanker. Hal ini terutama penting di negara-negara berpenghasilan rendah dan menengah karena mereka menjalani transisi ekonomi, yang mencakup mekanisasi transportasi dan tenaga kerja yang lebih besar, pergeseran budaya dalam peran perempuan, dan peningkatan keterpaparan dan akses ke pasar internasional.
Akibatnya, banyak faktor risiko gaya hidup, seperti penggunaan tembakau, aktivitas fisik, berat badan berlebih, dan pola reproduksi, yang sudah lazim di negara berpenghasilan tinggi, juga menjadi semakin umum di negara berpenghasilan rendah dan menengah. Beban,pola insidensi dan mortalitas untuk beberapa kanker umum di seluruh dunia menggunakan data insidensi dan mortalitas yang dikumpulkan oleh Badan Internasional untuk Penelitian Kanker (IARC) di Cancer Mondial (Torre et al., 2016).
Menurut data yang bersumber dari Globocan tahun 2020, jumLah penduduk laki-laki di seluruh dunia yaitu: 3.929.973.836 sedangkan jumLah penduduk wanita di seluruh dunia yaitu: 3.864.824.712. Muncul kasus terbaru kanker pada laki-laki sebanyak 10.065.305 yang terbagi dalam berbagai jenis kanker. Kanker paru-paru sebanyak 1.435.943 (14.3%), kanker prostat sebanyak 1.414.259 (14.1%), kanker usus besar sebanyak 1.065.960 (10.6%), kanker lambung sebanyak 719.523 (7.1%), kanker hati sebanyak 632.320 (6.3%), serta berbagai kanker yang lainnya sebanyak
4.797.300 (47.7%). Sedangkan untuk kanker pada wanita yaitu 9.227.484 yang terbagi dalam berbagai jenis kanker.Kanker payudara merupakan jenis kanker yang paling sering menyerang wanita dan penyebab kematian utama pada wanita, dan berdasarkan data AS tahun 2010 kanker payudara merupakan kanker yang paling banyak diderita dengan 209.060 kasus baru.Data pada tahun 2020, kanker payudara sebanyak 2.261.419 (24.5%), kanker usus besar sebanyak 865.630 (9.4%), kanker paru-paru sebanyak 770.828 (8.4%), kanker serviks uteri sebanyak 604.127 (6.5%), kanker tiroid sebanyak 448.915 (4.9%), serta berbagai jenis kanker yang lainnya sebanyak 4.276.565 (46.3%) (WHO, 2020).
Di Indonesia, angka kejadian penyakit kanker diperkirakan sekitar 136,2 per 100.000 penduduk, berada pada urutan 8 di Asia Tenggara dan urutan ke 23 di Asia.
Jenis penyakit kanker yang ditemukan pada laki-laki terbanyak yaitu kanker paru- paru (19, 4/100.000) dengan angka kematian 10,9 per 100.000 penduduk, dan kanker hati (12,4/100.000) dengan angka kematian 7,6 per 100.000 penduduk.
Sedangkan pada wanita terbanyak yaitu kanker payudara (42, 1/100.000) dengan angka kematian 17 per 100.000 penduduk, dan kanker leher rahim (23,4/100.000) dengan angka kematian 13,9 per 100.000 penduduk (Sartika, 2020).
Menurut data Riset Kesehatan Dasar 2018 Kementerian Kesehatan Republik Indonesia, prevalensi tumor atau kanker di Indonesia menunjukkan adanya peningkatan dari 1,4 per seribu penduduk di 2013 menjadi 1,79 per seribu penduduk di 2018. Angka tertinggi berada di provinsi Daerah Istimewa Yogyakarta dengan 4,86 per 1000 penduduk, diikuti Sumatera Barat 2,47 per 1000 penduduk dan Gorontalo 2,44 per 1000 penduduk (Kemenkes RI, 2008).
Pengobatan kanker di Indonesia saat ini banyak menggunakan kemoterapi dan proses pembedahan. Penggunaan terapi kanker dengan radiasi belum banyak digunakan dan masih terbatas, terdapat beberapa metode yang dapat digunakan untuk terapi kanker, yaitu pembedahan, kemoterapi, imunoterapi, targeted therapy, terapi hormon atau terapi endokrin, transplantasi sel induk dan terapi radiasi.
Radioterapi atau terapi radiasi adalah terapi non-bedah terpenting untuk pengobatan kuratif pada kanker. Sebanyak 10,9 juta orang yang didiagnosis menderita kanker di seluruh dunia setiap tahun, sekitar 50% memerlukan radioterapi dan 60% di antaranya diobati dengan kuratif. Biaya untuk radioterapi juga sangat hemat, terhitung hanya 5% dari total biaya perawatan kanker (Fitriatuzzakiyyah et al., 2017).
Antikanker yang ideal memiliki toksisitas selektif, artinya menghancurkan sel kanker tanpa merusak sel jaringan normal.Pencarian agen antikanker dari sumber tumbuhan dimulai pada akhir 1950-an, dengan penemuan dan pengembangan alkaloid vinca (vinblastine dan vincristine) dan isolasi podophyllotoxins sitotoksik. Akibatnya, Institut Kanker Nasional Amerika Serikat (NCI) memulai program pengumpulan tumbuhan ekstensif pada tahun 1960. Hal ini menyebabkan penemuan banyak senyawa lain seperti taxanes, camptothecins dan combrestatins, paclitaxel (Taxol) dan berbagai analog camptothecin yang larut dalam air (misalnya, Hycamtin) yang digunakan dalam pengobatan kanker dengan berbagai tingkat keberhasilan. Terlebih lagi obat-obatan nabati murah, tersedia secara lokal, dan bebas dari sisi efek yang parah. Ada laporan bahwa Zanthoxylum acanthopodium DC. digunakan secara tradisional untuk antitumor (Battacharya,2017).
Penggunaan berbagai macam tanaman obat telah menjadi perhatian besar bagi masyarakat, terutama para peneliti di bidang kesehatan. Selain penggunaan yang lebih aman, pencarian bahan aktif juga sangat mudah karena tersedia di alam.
Berbagai macam pengobatan dilakukan dengan cara yang ekstrim seperti operasi, kemoterapi dan terapi radiasi. Hal ini bersamaan dengan kekayaan biologis Indonesia yang hampir tidak terbatas. Sebanyak 25.000-30.000 spesies tumbuhan yang ada di Indonesia dapat digunakan sebagai tumbuhan obat herbal (Saragih, 2019).
Sebagai contoh yaitu: andaliman (Zanthoxylum acanthopodium DC.), merupakan tanaman perdu yang banyak dijumpai di Sumatera Utara, dan buahnya banyak digunakan sebagai bumbu masakan tradisional oleh suku Batak. Buah Andaliman merupakan tumbuhan etnik termasuk genus Zanthoxylum, famili Rutaceae. Andaliman tidak menunjukkan efek sitotoksik pada sel normal (sel Vero) sehingga berpotensi sebagai obat antikanker. Buah andaliman mengandung banyak senyawa yang bersifat antioksidan (Batubara, 2017).
Tanaman dari genus Zanthoxylum mengandung banyak senyawa seperti fenol hidrokuinon, flavonoid, steroid /triterpenoid, tanin, glikosida, minyak atsiri, alkaloid, kumarin,lignan, amida, dan terpena. Kandungan kimia bahan alam banyak ditemukan pada berbagai jenis tumbuhan maupun hewan, diantara kandungan kimia bahan alam yang banyak dikandung oleh tumbuhan, baik pada daun, bunga, buah dan batang adalah senyawa-senyawa alkaloid, flavonoid, triterpenoid, steroid, dan saponin. Singkatnya, antioksidan, antiinflamasi, dan efek imunomodulator dari rempah-rempah telah dikonfirmasi dalam banyak penelitian.Karena itu, bumbu dapat digunakan untuk mencegah dan mengobati kanker, karena stres oksidatif ,
stres inflamasi dan respon imun telah dikaitkan dengan asal-usul, pertumbuhan, dan metastasis kanker.Faktanya,bukti epidemiologi dan eksperimental telah menunjukkan rempah-rempah tertentu dapat menurunkan risiko beberapa jenis kanker (Harborne, 1987).
Tumbuhan dapat digunakan sebagai sumber jamu yang memiliki berbagai aktivitas biologis pada tubuh. Aktivitas biologis tanaman disebabkan oleh kehadiran senyawa metabolit sekunder di dalamnya, seperti alkaloid, terpenoid, steroid, saponin, flavonoid, polifenol, dan lain-lain. Andaliman adalah tumbuhan yang berasal dari genus Zanthoxylum dan belum banyak dikenal oleh masyarakat di Indonesia karena penelitian tentang tanaman ini belum dilakukan dan potensi tanaman ini belum banyak diketahui sehingga tidak banyak data ilmiah dan publikasi yang didapat.Tanaman yang kaya akan kandungan alkaloid dan alkaloid terisolasi tersebut diketahui memiliki berbagai sifat biologis dan farmakologis seperti larvasida, antinosiseptif, antioksidan, antibiotik, hepoprotektif, antiplasmodial, sitotoksik, antiproliferatif, anthelminthic, antivirus dan antijamur (Saragih, 2019).
Sedangkan biji tanaman andaliman mengandung banyak fitokonstituen dan minyak esensial penting yang berkontribusi pada aktivitas biologisnya termasuk larvasida, antiinflamasi, analgesik, antinosiseptif, antioksidan, antibiotik, hepatoprotektif, antiplasmodial, sitotoksik, antiproliferatif, anthelminthic, antivirus dan antijamur.Dari beberapa penelitian disebutkan bahwa tanaman ini mengandung banyak senyawa kimia seperti alkaloid, amida, flavonoid, lignan, sterol, terpen dan sebagainya, terutama pada bagian buah. Berdasarkan hal ini menjadi sangat penting untuk mengetahui kandungan fitokimia tanaman ini. Uji kandungan kimia
dilakukan melalui analisis kualitatif. Uji fitokimia adalah metode pengujian awal untuk menentukan kandungan senyawa aktif yang terkandung dalam tanaman sehingga dapat digunakan sebagai obat dalam penyembuhan berbagai penyakit (Saragih, 2019).
Ekstrak metanol dan saponin kasar dari buah, kulit kayu dan daun Zanthoxylum armatum untuk efek antikankernya pada payudara, kanker usus besar telah dilaporkan baru-baru ini. Jika aktivitas biologis telah dilaporkan, aktivitas tersebut berkaitan dengan aktivitas ekstrak kasar dan, dalam banyak kasus, aktivitas tersebut telah diuji pada sejumLah kecil jalur sel kanker atau penyakit lain. Menurut Moses et al 2020 melaporkan metabolit sekunder yang diisolasi dari kulit akar Zanthoxylum zanthoxyloides, beberapa di antaranya menunjukkan aktivitas antiproliferasi yang baik terhadap kultur sel kanker.Senyawa turunan tanaman telah memberikan petunjuk yang menjanjikan dalam pencarian kemoterapi antikanker yang lebih aman.
Ekstrak etilasetat buah andaliman (EAF) terbukti memiliki efek sitotoksisitas terhadap galur sel MCF-7 dan T47D. EAF ditemukan memiliki efek sinergis bila dikombinasikan dengan doksorubisin. Selain itu, EAF juga terbukti memiliki aktivitas antikanker terhadap mencit yang diinduksi benzo (a) pyrene, memiliki efek kardioprotektif dan aktif pada sel resisten T47D. Berdasarkan uraian di atas, penelitian ini bertujuan untuk menelaah tentang aktivitas penghambatan sitotoksik dan migrasi fraksi etilasetat buah andaliman (Zanthoxylum acanthopodium DC.) pada sel 4T1. Jadi pada penulisan review artikel ini bertujuan untuk mengetahui khasiat andaliman yang berpotensi sebagai antikanker.
1.2 Permusan Masalah
Berdasarkan uraian pada latar belakang, maka perumusan masalah dalam penelitian ini yaitu : Apakah tumbuhan andaliman berpotensi sebagai antikanker?
1.3 Hipotesis
Berdasarkan perumusan masalah di atas maka hipotesisnya yaitu :tumbuhan andaliman berpotensi sebagai antikanker.
1.4 Tujuan Penelitian
Berdasarkan perumusan masalah dan hipotesis di atas maka tujuan penelitian yaitu : untuk menelaah potensi tumbuhan andaliman sebagai antikanker.
1.5 Manfaat Penelitian
Hasil dari penilitian ini diharapkan dapat digunakan sebagai sumber informasi tentang potensi tumbuhan andaliman sebagai antikanker.
1.6 Kerangka Pemikiran
Dalam kerangka pikir ini terdapat 2 variabel yaitu variabel bebas dan terikat berikut yang dapat dijadikan variabel terikat dan bebas yaitu :
a. Variabel terikat: potensi sebagai antikanker
b. Variabel bebas : Bagian Tumbuhan Andaliman (Zanthoxylum acanthopodium DC.)
Variabel terikat
Potensi sebagai antikanker
Paramater yang digunakan yaitu :
• nilai IC50
• nilai LC50 Bagian tumbuhan
Andaliman berupa:
• Akar
• Kulit batang
• Daun
• Buah
• Biji
Parameter Variabel bebas
Sampel:
• Ekstrak etil asetat
• Ekstrak etanol
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Uraian Tanaman Andaliman (Zanthoxylum acanthopodium)
Uraian tumbuhan meliputi klasifikasi tumbuhan, nama daerah dan nama asing tumbuhan, morfologi tumbuhan dan khasiat tumbuhan.
2.1.1 Klasifikasi Tumbuhan
Andaliman (Zanthoxylum acanthopodium DC.) adalah salah satu spesies tumbuhan berbunga dalam famili jeruk Rutaceae. Jangkauannya meliputi Bangladesh selatan, Bhutan, India utara (Assam, Manipur, Nagaland, Sikkim, dan Benggala Barat). Di India tanaman digunakan untuk stimulan, karminatif dan sudorifik. Biji dan kulit kayunya digunakan sebagai tonik aromatik pada demam, dispepsia dan kolera (Jain,2010).
Gambar 2.1 Tanaman andaliman (Zanthoxylum acanthopodium) (Sumber: Saragih dan Arsita, 2013). A. Habitus pohon, B. Daun, C. Buah
A
B
C
Kingdom : Plantae
Divisio : Spermatophyta Kelas : Dicotyledonae Ordo : Rutales Family : Rutaceae Genus : Zanthoxylum
Spesies : Zanthoxylum acanthopodium DC.
2.1.2 Nama Daerah dan Nama Asing
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) (Anggraeni,2019 ).
Tanaman andaliman (Zanthoxylum acanthopodium DC.) merupakan salah satu tumbuhan rempah yang banyak terdapat di daerah Kabupaten Toba Samosir dan Tapanuli Utara, Sumatera Utara, pada daerah berketinggian 1,500 m dpl, ditemukan tumbuh liar di daerah Tapanuli dan digunakan sebagai rempah pada masakan adat Batak Angkola dan Batak Mandailing (Wongso, 2012).
Andaliman (Zanthoxylum acanthopodium DC.) adalah salah satu spesies tumbuhan berbunga dalam famili jeruk Rutaceae. Jangkauannya meliputi Bangladesh selatan, Bhutan, India utara (Assam, Manipur, Nagaland, Sikkim, dan Benggala Barat). Di India tanaman digunakan untuk stimulan, karminatif dan sudorifik. Biji dan kulit kayunya digunakan sebagai tonik aromatik pada demam, dispepsia dan kolera (Jain, 2010).
Selain di Sumatera Utara, andaliman yang masuk dalam famili Rutaceae (keluarga jeruk- jerukan) juga terdapat di India, China, dan Tibet. Bentuknya mirip lada (merica), bulat kecil, berwarna hijau, tetapi jika sudah kering agak kehitaman.
Bila buah andaliman digigit akan tercium aroma minyak atsiri yang wangi jeruk dengan rasa yang khas (getir) sehingga merang- sang produksi air liur (Katzer, 2012).
Di Pakistan dikenal dengan sebutan Dambrary, Tamur (Urdu) dan Dambara (Pashtu). Buah dan bijinya dapat dimakan dan digunakan sebagai spesies potherb.
Tumbuhan ini digunakan untuk radang paru dan kutu (Sindhu et al., 2010)
Andaliman lebih terkenal di Asia seperti di Cina, Jepang, Korea, dan India dengan nama szechuan pepper. Di Cina andaliman dicampur untuk makanan mapo- berkuah. Masyarakat Sin Jiang muslim menggerus andaliman dengan lada, ketumbar, dan garam, lalu semuanya disangrai dan dijadikan cocolan daging panggang. Di Jepang dan Korea, andaliman dijadikan hiasan atau digunakan sebagai rasa pedas pada sup dan mie, sedangkan masyarakat Gujarat, Goa, dan Maha-rashtra di India selalu menyelipkan andaliman sebagai bumbu ikan, oleh karena banyak yang menyukainya, maka andaliman tak hanya dijajakan di pasar tradisional seharga Rp 50,000/kg, tapi sudah menembus negeri Paman Sam, khususnya di Asian Food Store, andaliman dijual seharga US$14.99/ons yang setara Rp 140,990/ons (Wongso, 2012).
Di Sumatera Utara, nama andaliman berbeda-beda menurut daerah yang berlainan, tetapi andaliman merupakan nama yang populer hingga saat ini, misalnya di daerah Batak Toba disebut dengan andaliman, di daerah Simalungun, Karo dan Dairi disebut Tuba, sedangkan di Tapanuli selatan disebut dengan nama Siyarnyar.
Pemberian nama pada andaliman ini tergantung dari bentuk dan ukuran buah serta bentuk duri yang melekat pada batang (Tarigan, 2006).
2.1.3 Morfologi Tumbuhan
Morfologi dari Zanthoxylum acanthopodium DC. yaitu berupa semak atau pohon kecil dengan tinggi mencapai 5 m. Spesies ini memiliki banyak duri pada bagian batangnya dan daun majemuknya tersebar dengan panjang 5-20 cm serta lebar 3-15 cm. Warna permukaan atas daunnya hijau berkilat sedangkan permukaan bawahnya berwarna hijau muda. Bunganya terdapat di ketiak dan berkelamin ganda dengan warna kuning pucat serta memiliki buah yang berbentuk kotak sejati, bulat, atau kapsul dengan diameter 2-3 mm. Buah tersebut dapat berwarna muda hijau, tua merah; tiap buah satu biji, kulit keras, atau warna hitam berkilat (Siregar 2002).
Perbanyakan andaliman umumnya dilakukan melalui perbanyakan generatif dengan menggunakan biji karena andaliman menghasilkan jumLah biji yang cukup banyak, dan perkecambahan biji andaliman umumnya masih dilakukan secara tradisonal. Misalnya, petani di desa Ria-Ria Kabupaten Humbang Hasundutan, Sumatera Utara melakukan perbanyakan tanaman andaliman dengan cara membeli biji andaliman di pasar kemudian dikeringkan. Setelah kering biji andaliman tersebut direndam untuk memilih biji yang bagus atau tidak. Biji yang bagus adalah biji yang tenggelam dan dapat dikecambahkan, sedangkan biji yang terapung akan dibuang karena tidak dapat dikecambahkan. Perkecambahan biji andaliman dilakukan dengan cara ditaburkan di lahan yang disediakan untuk persemaian, yaitu lahan yang teduh dengan ukuran 1 x 1 m. Setelah biji ditaburkan kemudian ditutup tipis dengan tanah, lalang atau rumput kering ditebarkan di lahan persemaian, kemudian dibakar yang bertujuan supaya kulit biji andaliman yang keras (kulit
tanduk) lebih cepat pecah. Persemaian ini dibiarkan hingga 1 bulan, baru kemudian biji- biji yang sudah berkecambah dipindahkan ke polybag yang sudah berisi tanah : kompos selama 2 bulan baru kemudian dipindahkan ke lahan pertanaman yang telah disiapkan (Siregar, 2010).
Morfologi dan distribusi tanaman Andaliman (Zanthoxylum acanthopodium DC.). Andaliman merupakan tanaman semak atau pohon kecil bercabang rendah, tegak, tinggi mencapai 5 m, dan menahun. Batang, cabang, dan ranting berduri.
Daun tersebar, bertangkai, majemuk menyirip beranak daun gasal, panjang 5-20 cm dan lebar 3- 15 cm, terdapat kelenjar minyak. Rakis bersayap, permukaan bagian atas, bagian bawah rakis, dan anak daun berduri; 3-11 anak daun, berbentuk ujung meruncing, tepi bergerigi halus, paling ujung terbesar, anak daun panjang 1-7 cm, lebar 0.5-2.0 cm. Permukaan atas daun hijau berkilat dan permukaan bawah hijau muda atau pucat, daun muda permukaan atas hijau dan bawah hijau kemerahan.
Bunga di ketiak, majemuk terbatas, anak payung menggarpu majemuk, kecil-kecil;
dasar bunga rata atau bentuk kerucut; kelopak 5-7 bebas, panjang 1- 2 cm, warna kuning pucat; berkelamin dua, benang sari 5-6 duduk pada dasar bunga, kepala sari kemerahan, putik 3-4, bakal buah apokarp, bakal buah menumpang. Buah kotak sejati atau kapsul, bulat, diameter 2-3 mm, muda hijau, tua merah; tiap buah satu biji, kulit keras, warna hitam berkilat (Siregar, 2003).
Perawakan: Semak, tinggi sampai 6 m. Batang berkayu, bulat silinder, diameter 5–10 cm, berduri. Kulit batang abu-abu kehijauan sampai abu-abu kehitaman, dahan muda merah sampai merah tua kehijauan hampir gundul, biasanya dengan duri. Daun majemuk menyirip gasal, ber- hadapan, 3–7 anak daun,
hijau, sayap rakis 3 mm pada setiap sisi, anak daun bundar telur-melonjong sampai melanset, 6–10 × 2–4 cm, menyerupai kertas, kedua permukaan kasap, kelenjar minyak mencolok, tepi rata atau beringgit. Perbungaan aksilar, berupa bunga hermafrodit, gagang bunga 3 –5 cm, berbulu balig halus; kelopak berlekatan, 1–2 mm, mencorong, kuning sampai kuning ke- merahan, dengan 6–8 petal, petal hijau pucat kekuningan, melanset sempit, 1.5 mm. Bunga me- miliki benang sari 5 atau 6; anter kemerahan ungu sebelum bunga mekar; cakram membantal; karpel 2–5, berbulu jarang sampai gundul. Buah bum-bung, 1–4 bumbung, hijau sampai merah keu- nguan, 4 mm, gundul atau kadang-kadang dengan trikoma jarang, kelenjar minyak besar dan menonjol. Biji 1 tiap bumbung, membulat, testa hitam, mengkilat kadang keriput, panjang 3 mm. Warna permukaan batang abu-abu kehijauan atau cokelat keabuan. Warna dahan muda merah kehitaman atau hijau tua kecokelatan.
Rambut pada batang dan dahan muda bervariasi dari gundul, jarang, atau berambut lebat. Bentuk duri pada batang segitiga runcing atau berbentuk seperti kait.Tepi daun bervariasi dari bergerigi, beringgit, atau bergerigi hingga beringgit. Duri pada daun atau disebut dengan onak, ada yang memiliki onak dan ada yang tidak memiliki onak (Raja, 2017).
Permasalahan yang dihadapi dalam kebanyakan tanaman andaliman secara generatif adalah daya kecambah biji andaliman sangat rendah, yaitu hanya 14%.
Umur berkecambah benih andaliman lama dan bervariasi, yaitu dari 24-100 hari setelah semai. Beberapa penelitian juga menunjukkan variasi umur berkecambah, yaitu dari 27-42 hari (Sirait, 1991) dan dari 7-18 hari (Tampubolon, 1998), masing- masing dengan persentase perkecambahan tertinggi sebesar 3.6% dan 17.5%, sehingga perbanyakan andaliman dengan menggunakan biji menjadi kendala. Pada
umumnya penyebaran biji dilakukan oleh burung yang memakan biji andaliman tersebut, hal ini terbukti dengan tidak ditemukannya anakan andaliman di sekitar pohon induknya. Petani juga memperoleh bibit secara tidak sengaja dari lokasi bekas pembakaran gulma di daerah tanaman yang sudah tua (Batubara, 2017).
2.1.4 Khasiat Tumbuhan
Tunas muda digunakan sebagai sikat gigi dan berguna untuk menyembuhkan penyakit gusi.Buahnya digunakan untuk sakit gigi, dispepsia, sebagai karminatif dan sakit perut. Bijinya digunakan sebagai bumbu dan penyedap rasa. Kayunya digunakan untuk membuat tongkat jalan (Arshad dan Ahmad, 2004;
Abbasi et al., 2010). Buah bubuk, dicampur dengan spesies Mentha dan garam meja dimakan dengan telur rebus untuk infeksi dada dan masalah pencernaan lainnya (Islam et al., 2009). Akhir-akhir ini daun dan buah tanaman ini diuji untuk berbagai aktivitas farmakologis termasuk aksi antipiretik (Barkatullah et al., 2011).
Manfaat Tanaman Andaliman. Saat ini andaliman diperhitungkan menjadi senyawa aromatik dan minyak esensial. Masyarakat Himalaya, Tibet dan sekitarnya menggunakan tanaman ini sebagai bahan aromatik, tonik, perangsang nafsu makan dan obat sakit perut (Hasairin, 1994), sedangkan di Jepang daun mudanya digunakan dalam bentuk segar untuk pemberi aroma (Tensiska et al., 2003), dan dekorasi (Katzer, 2012). Dalam masakan China, andaliman digunakan sebagai bumbu meja, baik murni atau dalam bentuk garam rasa (jiao yan atau hua jiao yan), begitu juga di Korea, India Barat dan India bagian Tenggara sering memanfaatkan andaliman dalam setiap masakan (Katzer, 2012).
Andaliman telah lama dipergunakan oleh suku Batak sebagai bumbu campuran masakan untuk berbagai jenis makanan, seperti ikan mas arsik (masakan
gulai ikan mas tanpa santan), natinombur (ikan yang dipanggang dengan bumbu sambal andaliman) dan sangsang (dagingyang dimasak dengan bumbu rempah andaliman). Bumbu andaliman memberikan cita rasa khas pada makanan yang dapat mem-bangkitkan selera makan dan memperpanjang umur simpan produk pangan tersebut (Anggraeni,2019).
Saat ini andaliman diperhitungkan menjadi sumber senyawa aromatik dan minyak esensial. Sementara aspek budidaya tanaman ini masih sangat terbatas diketahui, termasuk aspek perbanyakan tanaman. Petani masih menggunakan bibit liar dalam perbanyakan tanaman Andaliman, karena bijinya sulit berkecambah. Ini menjadi salah satu hambatan bagi kebanyakan petani untuk memperbanyaknya dan membudidayakan dengan skala usaha yang agak besar (Siregar, 2011).
Manfaat andaliman sebagai bumbu pelengkap rasa makanan telah lama digunakan oleh masyarakat Batak Toba. Ada beberapa makanan khas Batak yang menggunakan Andaliman sebagai bumbu contohnya: Naniura, naniarsik, nanitombur, napinadar dan sang-sang yang biasanya untuk menjamu tamu pada acara tradisional. Satu gigitan buah Andaliman akan memberikan rasa pedas-sengit dan aroma dari minyak esensial yang dapat menaikkan produksi saliva. Selain itu beberapa tanaman dari genus Zanthoxylum telah digunakan sebagai aroma terapi buatan (Moektiwardoyo et al, 2014).
Salah satu spesies dari tanaman ini yang terdapat di Indonesia adalah Zanthoxylum acanthopodium DC. yang merupakan jenis rempah yang dapat dijumpai di Sumatera Utara. Andaliman adalah tumbuhan yang berasal dari genus Zanthoxylum dan mengandung banyak senyawa kimia seperti alkaloid, amida, flavonoid, lignan, sterol, terpen, dll. (Medhi et al., 2013).
Andaliman merupakan tanaman langka sehingga jarang dijumpai.
Andaliman mengandung senyawa terpenoid yang mempunyai aktivitas antioksidan yang sangat bermanfaat bagi kesehatan dan berperan penting untuk mempertahankan mutu produk pangan dari berbagai kerusakan seperti ketengikan, perubahan nilai gizi serta perubahan warna dan aroma makanan. Tumbuhan yang mengandung terpenoid juga dapat dimanfaatkan sebagai antimikroba. Hal ini memberikan peluang bagi andaliman sebagai bahan baku senyawa antioksidan atau antimikroba bagi industri pangan dan farmasi (Wijaya, 2000).
2.1.5 Kandungan Metabolit Sekunder Tumbuhan Andaliman (Zanthoxylum acanthopodium)
Hasil Uji Kandungan Kimia Ekstrak Daun Andaliman Zat Hasil
Fenolik Negatif (-) Flavonoid Negatif (-) Alkaloid Positif (++) Steroid Positif (++) Saponin Positif (+)
Keterangan : (-) : tidak ditemukan ; (+) : ditemukan dalam kandungan rendah (++) : ditemukan dalam kandungan tinggi ( Batubara, 2017)
Penelitian saat ini sudah banyak melaporkan tentang kandungan senyawa buah andaliman. Senyawa yang telah diidentifikasi dari buah andaliman adalah alkaloid, terpenoid, dan flavonoid. Beberapa penelitian telah menyatakan bahwa kandungan terpenoid andaliman mempunyai mempunyai efek imunostimulan,
aktivitas antioksidan dan antimikroba terhadap bakteri Gram positif dan negatif (Wijaya et al., 2000; Muzafri et al., 2018).
Analisis minyak atsiri andaliman dengan GC-MS (Gas Chromatography Mass Spectrophotometer) menunjukkan minimal terdapat 11 komponen dengan 5 komponen utama yang dapat diidentifikasi. Kelima komponen tersebut adalah alfa- pinen, limonen, geraniol, sitronella dan geranil asetat. Komponen aktif alfa-pinen dan limonen memiliki aktivitas antibakteri menghambat pertumbuhan bakteri patogen (Cosentino et al., 2003).
Muzafri et al., (2018) melaporkan bahwa ekstrak buah andaliman mengandung berbagai senyawa bioaktif seperti alkaloid, flavonoid, glikosida, saponin, tanin, triterpen/ steroid dan antrakuinon glikosida. Senyawa bioaktif ini memiliki aktivitas antimikroba terhadap E.coli, S. aureus dan S. typhimurium.
Aktivitas antimikroba yang lebih tinggi ditemukan dalam ekstrak etil asetat dengan nilai MIC 0,5%. Aktivitas antimikroba buah andaliman dengan konsentrasi ekstrak andaliman yang berbeda telah diteliti terhadap tiga spesies bakteri yaitu Escherichia coli, Salmonella typhi, dan Staphylococcus aureus, terbukti hanya 0,25% ekstrak yang mampu menghambat koloni S.aureus sedangkan lebih tinggi. konsentrasi 0,5%, untuk E.coli dan Salmonella sp. (Amelia,2020).
Wijaya et al., (2002) melaporkan hasil identifikasi senyawa volatil ekstrak andaliman diperoleh identifikasi senyawa monoterpen utamanya adalah monoterpen oksigen (46,54%) dan monoterpen hidrokarbon (19,75%) dan senyawa aromatik utamanya adalah geranyl asetat (32,04%) dan limonene (15,80%).
Sitronelal dan limonene ditentukan sebagai senyawa aromatik kunci berdasarkan GC- Omeasurements. Andaliman juga mengandung amida, yang bertanggung
jawab untuk sensasi kesemutan unik (getir). Selain amida asam alifatik, buah dan daun andaliman mengandung terpenoid, alkaloid, flavonoid, dan fenolik lainnya, yang dapat berfungsi sebagai antioksidan (Wijaya, 2018).
Dari beberapa penelitian disebutkan bahwa tanaman ini mengandung banyak senyawa kimia seperti alkaloid, amida, flavonoid, lignan, sterol, terpen dan sebagainya, terutama pada bagian buah. Berdasarkan hal ini menjadi sangat penting untuk mengetahui kandungan fitokimia tanaman ini. Uji kandungan kimia dilakukan melalui analisis kualitatif. Uji fitokimia adalah metode pengujian awal untuk menentukan kandungan senyawa aktif yang terkandung dalam tanaman sehingga dapat digunakan sebagai obat dalam penyembuhan berbagai penyakit.
Hasil akhir dari keseluruhan rangkaian ini diharapkan dapat menemukan senyawa yang memiliki efek farmakologis tertentu yang dapat memacu penemuan obat baru yang dapat bersifat antibakteri, antivirus dan sebagainya.
Ada beberapa zat aktif dalam tanaman andaliman antara lain alkaloid, terpenoid, flavonoid, saponin, tanin, sedangkan buahnya juga mengandung minyak atsiri.Wijaya et al. (2002) melaporkan hasil identifikasi senyawa volatil ekstrak andaliman diperoleh identifikasi senyawa monoterpen utamanya adalah monoterpen oksigen (46,54%) dan monoterpen hidrokarbon (19,75%) dan senyawa aromatik utamanya adalah geranyl asetat (32,04%) dan limonene (15,80%).
Sitronelal dan limonene ditentukan sebagai senyawa aromatik kunci berdasarkan GC-Omeasurements. Andaliman juga mengandung amida, yang bertanggung jawab untuk sensasi kesemutan unik (getir). Selain amida asam alifatik, buah dan daun andaliman mengandung terpenoid, alkaloid, flavonoid, dan fenolik lainnya, yang dapat berfungsi sebagai antioksidan (Wijaya, 2018).
2.1.6 Kandungan Kimia Bahan Alam
Kandungan kimia bahan alam banyak ditemukan pada berbagai jenis tumbuhan maupun hewan, diantar kandungan kimia bahan alam yang banyak dikandung oleh tumbuhan, baik pada daun, bunga, buah dan batang adalah senyawa-senyawa sebagai berikut:
a. Alkaloid adalah suatu golongan senyawa organik yang banyak ditemukan di alam, dan hampir seluruh alkaloid berasal dari tumbuhan. Semua alkaloid mengandung paling sedikit sebuah atom nitrogen yang biasanya bersifat basa, dan sebagian besar atom nitrogen yang merupakan bagian dari cincin heterosiklik (Harbome, 1987). Selanjutnya dijelaskan bahwa hampir semua alkaloid yang ditemukan di alam mempunyai keaktifan fisiologis tertentu, ada yang sangat beracun dan ada pula yang sangat berguna dalam pengobatan, misalnya quinin, morfin, dan striknin. Manusia telah lama menggunakan tumbuhan yang mengandung alkaloid dalam minuman seperti teh, obat-obatan kedokteran dan racun. Berdasarkan atom nitrogennya, alkaloid dibedakan atas: Alkaloid dengan atom nitrogen heterosiklik Dimana atom nitrogen terletak pada cincin karbonnya. Yang termasuk pada golongan ini adalah :
1) Alkaloid Piridin-Piperidin
Mempunyai satu cincin karbon mengandung 1 atom nitrogen. Yang termasuk dalam kelas ini adalah: Conium maculatum dari famili Apiaceae dan Nicotiana tabacum dari famili Solanaceae.
2) Alkaloid Tropan
Mengandung satu atom nitrogen dengan gugus metilnya (N-CH3).
Alkaloid ini dapat mempengaruhi sistem saraf pusat termasuk yang ada pada otak maupun sun-sum tulang belakang. Yang termasuk dalam kelas ini adalah Atropa belladona yang digunakan sebagai tetes mata untuk melebarkan pupil mata, berasal dari famili Solanaceae, Hyoscyamus niger, Dubuisia hopwoodii, Datura dan Brugmansia spp, Mandragora officinarum,Alkaloid Kokain dari Erythroxylum coca (Famili Erythroxylaceae).Mempunyai 2 cincin karbon mengandung 1 atom nitrogen. Banyak ditemukan pada famili Fabaceae termasuk Lupines (Lupinus spp), Spartium junceum, Cytisus scoparius dan Sophora secondiflora.
3) Alkaloid Quinolin
Mempunyai 2 cincin karbon dengan 1 atom nitrogen. Yang termasuk disini adalah; Cinchona ledgeriana dari famili Rubiaceae, alkaloid quinin yang toxic terhadap Plasmodium vivax.
4) Alkaloid Isoquinolin
Mempunyai 2 cincin karbon mengandung 1 atom nitrogen. Banyak ditemukan pada famili Fabaceae termasuk Lupines (Lupinus spp), Spartium junceum, Cytisus scoparius dan Sophora secondiflora
5) Alkaloid Indol
Mempunyai 2 cincin karbon dengan 1 cincin indol . Ditemukan pada alkaloid ergine dan psilocybin, alkaloid reserpin dari Rauvolfia serpentine, alkaloid vinblastin dan vinkristin dari Catharanthus roseus famili Apocynaceae yang sangat efektif pada pengobatan kemoterapy untuk penyakit Leukimia dan Hodgkin’s.
b. Flavonoid adalah grup senyawa yang mengandung cincin heterosiklik aromatis dan dalam bentuk glikosidik serta umumnya dalam bentuk pigmen berbagai tanaman (Dorland, 2012). Efek antibakterial pada flavonoid melalui tiga cara yaitu menghambat sintesis asam nukleat, menghambat fungsi membran sitoplasma, menghambat metabolisme energi. Dalam menghambat sintesis asam nukleat, flavonoid menghambat kerja DNA gyrase. Pendapat lain menyatakan bahwa cincin B dari flavonoid berperan dalam proses membentuk ikatan hidrogen dengan menumpuk basa asam nukleat yang menjelaskan efek penghambatan sintesis DNA dan RNA (Cushnie et al., 2005). Efek antibakteri dalam menghambat fungsi membran sitoplasma melalui pembentukan senyawa kompleks dengan protein ekstraseluler dan terlarut yang akan mengakibatkan kerusakan membran sel dan membuat isi sel keluar (Nuria et al., 2009).
c. Steroid merupakan senyawa turunan dari triterpenoid dan strukturnya adalah kelipatan dari 6 unit isoprena yang umumnya terdapat pada tumbuhan (Harbome, 1987). Yang paling penting diantaranya kegunaan steroid secara fisiologis merupakan senyawa sangat aktif yang terlibat dalam proses kehidupan yang dapat mempengaruhi sistem hormonal, seperti hormon adrenal (kortison), hormon seks (estrogen dan testosteron) (Sastrohamidjojo, 1996). Lintasan biosintesis sebelum menjadi hormon steroid secara menyeluruh berasal dari asam asetat dan berubah lebih lanjut menjadi asam mevalonat (Johnson & Everitt, 1988).
d. Podophyllotoxin juga digunakan untuk semisintesis obat antikanker, seperti etoposide, tenioposide, azatoxin, dan etopophos serta NK611, GL331, TOP-
53, dan ta fl uposide. Turunan PPT digunakan dalam pengobatan berbagai kanker, seperti limfoma, neuroblastoma, sarkoma, kanker testis dan ovarium, tumor otak, kanker gastrointestinal, karsinoma serviks, osteosarkoma, karsinoma nasofaring, kanker usus besar, kanker payudara, kanker prostat, sel kecil kanker paru-paru, dan karsinoma testis.
Podophyllotoxin adalah senyawa yang sangat beracun, dan oleh karena itu, jarang digunakan dalam terapi kanker. Sebaliknya, turunannya, seperti etoposide dan teniposide, digunakan dalam terapi untuk kanker paru-paru, kanker testis, limfoma, dan glioma. Turunan PPT juga digunakan dalam terapi kombinasi, misalnya, dalam kombinasi dengan cisplatin pada kemoterapi lini pertama untuk kanker paru-paru sel kecil atau SCLC stadium ekstensif. Namun, dalam penelitian tertentu yang telah dilakukan tentang efektivitas kemoterapi dalam pengobatan kanker paru-paru sel kecil, terapi kombinasi dengan obat cisplatin, etoposide dan irinotecan dibandingkan dengan monoterapi topotecan. Telah dibuktikan bahwa kemoterapi kombinasi dapat berfungsi sebagai kemoterapi lini kedua standar pada SCLC berulang yang sensitif. Selain itu, podophyllotoxin juga menunjukkan potensi anti-multidrug resistance (anti-MDR) melawan berbagai sel tumor yang resistan terhadap obat. Baru-baru ini, 766 turunan baru dari podophyllotoxin telah dilaporkan. Beberapa di antaranya telah diuji pada jalur sel kanker, di mana mereka menunjukkan aktivitas antikanker yang tinggi dan sangat diharapkan untuk diuji sebagai obat antikanker dalam menjalani uji klinis. Baru-baru ini, Zhang et al. (2017) menunjukkan bahwa 76 turunan novel podophyllotoxin menunjukkan
aktivitas biologis, termasuk sifat antikanker. Deoxypodophyllotoxin (DPT), yang secara struktural berhubungan erat dengan podophyllotoxin (kekurangan gugus hidroksil di cincin C), adalah antitumor dan antiradang yang kuat. DPT diisolasi dari Juniperus communis (common Juniper) sebagai aryltetralin lignan deoxypodophyllotoxin sebagai penginduksi kuat apoptosis pada sel kanker payudara MB231 ganas.
e. Senyawa saponin adalah golongan steroid glikosida. Senyawa ini dapat menurunkan tegangan permukaan cairan tubuh dan dapat menghemolisa sel darah. Apabila senyawa ini dihidrolisis akan menghasilkan suatu aglikon dan glikosida. Aglikon yang membentuk senyawa ini adalah merupakan senyawa triterpenoid, sterol, steroid, dan saponin (Batubara, 2017)
2.2 Kanker
Kanker telah dikenal sebagai salah satu penyakit yang memilki dampak serius terhadap fisik dan psikologis bagi penderitanya. Kanker merupakan kumpulan sel abnormal yang terbentuk oleh sel-sel yang tumbuh secara terus- menerus, tidak terbatas, tidak terkoordinasi dengan jaringan sekitarnya, dan tidak berfungsi secara fisiologis.
Kanker merupakan salah satu penyakit yang menyebabkan kematian yang tinggi di dunia. Berdasarkan data WHO, pada tahun 2015 terdapat 8,8 juta kematian yang diakibatkan oleh penyakit kanker. Berdasarkan data riskesdas tahun 2013, prevalensi kanker di Indonesia mencapai 1,4% atau sekitar 347.792 orang. Berbagai metode telah dikembangkan untuk mengobati kanker, salah satunya dengan menggunakan terapi radiasi atau radioterapi. Berdasarkan International Agency for
Research on Cancer (IARC), dari 10,9 juta orang yang didiagnosis menderita kanker di seluruh dunia setiap tahun, sekitar 50% membutuhkan radioterapi.
Penggunaan radiasi untuk terapi kanker belum banyak digunakan dan masih terbatas di Indonesia.
Kanker dapat tumbuh dari jenis sel apapun dan di dalam jaringan tubuh manapun, dan bukanlah suatu penyakit tunggal tetapi merupakan sejumLah besar penyakit yang digolongkan berdasarkan jaringan dan jenis sel asal. Kanker adalah istilah umum untuk semua tumor ganas. Istilah ini diduga berasal dari bahasa latin untuk kepiting (crab). Hal ini karena sifat kanker seperti kepiting yang menancap ke dalam jaringan yang ditempelinya. Karena perkataan tumor biasanya dipakai untuk pembengkakan yang disebabkan oleh proses inflamasi (peradangan), maka untuk pembengkakan yang tidak disebabkan karena proses radang dipakai istilah neoplasma. Secara literatur istilah neoplasma berarti ”pertumbuhan baru”.
Istilah oncology (Bahasa Yunani berarti tumor) adalah ilmu yang mempelajari tumor atau neoplasma. Seorang oncologist Inggris mengatakan :
”Neoplasma adalah masa jaringan yang tidak normal, pertumbuhan yang tak terkendali dan tidak terkontrol.” Pada kanker terjadi perubahan genetik yang diturunkan kepada sel-sel kanker turunannya. Perubahan pada gen ini menyebabkan terjadinya proliferasi sel yang tak terkendali dan tak terkontrol.
Ada 2 mekanisme yang menyebabkan kanker menjadi progresif yaitu :
a. beberapa mutasi akan menyebabkan terjadinya proliferasi sel yang tidak normal yang pada gilirannya akan menjadi taget untuk terjadinya mutasi yang berikutnya
b. beberapa mutasi akan mempengaruhi kestabilan genom secara keseluruhan baik pada tingkat DNA maupun pada tingkat kromosom yang meningkatkan laju terjadinya mutasi.
Ada 2 jalur mutasi yang akan mengarah ke arah perbanyakan sel yang tidak normal.
Kedua jalur tersebut yaitu :
a. Hiperaktif gen-gen stimulator.
Mutasi biasanya terjadi pada salah satu dari dua kopi gen yang terdapat pada sel. Gen yang mengalami mutasi ini dikenal sebagai oncogen (onkos berarti tumor).
Sementara gen pasangannya yang tidak mengalami mutasi dikenal sebagai protooncogen.
b. Inaktivasi gen-gen inhibitor.
Mutasi jenis ini biasanya bersifat resesif artinya kedua gen yang berpasangan tersebut dibuat tidak aktif atau mengalami delesi sehingga tidak ada lagi hambatan terhadap proliferasi sel. Gen penghambat proliferasi sel ini dikenal sebagai tumor supressor gen .
Jenis-jenis kanker banyak sekali tapi secara umum dibagi menjadi 4 golongan utama yaitu :
a. Sarkoma
Kanker ini tumbuh dari jaringan penyambung dan penyokong, seperti tulang, tulang rawan, saraf, pembuluh darah, otot dan lemak. Contoh : fibrosarkoma yang tumbuh diantara kulit dan tulang.
b. Karsinoma
Kanker yang paling umum menyerang manusia, tumbuh dari jaringan epitelial (jaringan bersel yang menutupi permukaan), seperti kulit dan lapisan
rongga dan organ tubuh, dan jaringan kelenjar, seperti jaringan payudara dan prostat.Karsinoma dengan struktur berlapis- lapis yang menyerupai kulit disebut sebagai karsinoma sel skuamosa (sel tanduk).
c. Adenokarsinoma
Kanker yang paling umum menyerang manusia, tumbuh dari jaringan epitelial (jaringan bersel yang menutupi permukaan), seperti kulit dan lapisan rongga dan organ tubuh, dan jaringan kelenjar, seperti jaringan payudara dan prostat.Karsinoma dengan struktur berlapis-lapis yang menyerupai kulit disebut sebagai karsinoma sel skuamosa (sel tanduk).
d. Limfoma
Kanker yang tumbuh dan berkembang pada jaringan limpa.
2.2.1 Sifat Kanker
Kanker mempunyai berbagai sifat umum, diantaranya adalah:
a. Heterogenitas
Populasi sel dalam suatu tumor tidak homogen tetapi heterogen, walaupun semua berasal dari satu sel yang sama. Heterogenitas ini terjadi karena sel-sel kanker tumbuh dengan cepat, sehingga belum dewasa, belum matang telah mengalami mitosis terus membiak sehingga semakin lama semakin banyak keturunan sel yang semakin jauh menyimpang dari sel asalnya yang menimbulkan bentuk yang bervariasi .
b. Tumbuh Autonom
Sel kanker tumbuh terus tanpa batas, liar, terlepas kendali pertumbuhan normal sehingga terbentuk suatu tumor yang terpisah dari bagian tubuh yang normal. Tumor dapat menimbulkan kelainan bentuk dan gangguan fungsi organ
yang di tumbuhinya. Sel-sel normal setelah beberapa generasi akan berhenti tumbuh bila ada rangsangan untuk tumbuh .
c. Mendesak dan merusak sel-sel normal sekitarnya
Sel-sel tumor mendesak sel-sel normal disekitarnya yang membatasi pertumbuhan tumor. Pada tumor jinak terjadi pemisahan gerombolan sel tumor dengan sel-sel normal sedangkan pada tumor ganas sel normal dapat diinfiltrasi oleh sel-sel kanker .
d. Dapat bergerak sendiri (amoeboid)
Sel-sel kanker itu dapat bergerak sendiri seperti amoeba dan lepas dari gerombolan sel-sel tumor induknya, masuk diantara sel-sel normal di sekitarnya.
Hal ini menimbulkan infiltrasi ke jaringan sekitarnya dan bermetafase di kelenjar limfe atau di organ lainnya.
e. Tidak mengenal koordinasi dan batas kewajaran
Ketidakwajaran itu antara lain di sebabkan oleh kurangnya daya adhesi dan kohesi sel kanker, tidak mengenal kontak inhibisi dan tanda posisi serta batas kepadatan.
f. Tidak menjalankan fungsinya yang normal
Sel-sel kanker merusak fungsi organ yang ditumbuhinya. Hal ini antara lain karena membran sel tidak mengandung fibronektin yaitu suatu glukoprotein yang dapat menghambat pertumbuhan sel, kadar kalsium kurang, muatan listrik kurang dan sel kanker dapat membentuk hormon, enzim dan protein yang pada pertumbuhan sel normal hanya diproduksi oleh sel-sel tertentu saja (Sukaradja,2000).
2.3 Siklus sel
Siklus sel merupakan proses vital dalam kehidupan organisme. Secara normal, siklus sel menghasilkan pembelahan sel. Pembelahan sel terdiri dari 2 proses utama, yaitu replikasi DNA dan pembelahan kromosom yang telah digandakan ke 2 sel anak. Secara umum, pembelahan sel terbagi menjadi 2 tahap,yaitu mitosis(M) (pembelahan1 sel menjadi 2 sel) dan interfase (proses di antara 2 mitosis). Interfase terdiri dari fase 1(G1), sintesis DNA (S), gap 2(G2).
Setiap tahap dalam siklus sel di kontrol secara ketat oleh regulator siklus sel,yaitu:
a. Cyclin. Jenis cyclin utama dalam siklus sel adalah cylin D ,E ,A ,dan B. Cylin diekspresikan secara periodik sehingga konsentrasi cylin berubah-ubah pada setiap fase siklus sel. Berbeda dengan cylin yang lain, cyclin D tidak diekspresikan secara periodik tetapi selalu di sintesis selama ada stimulasi growth factor.
b. Cylin-dependent kinases (Cdk). Cdk utama dalam siklus sel adalah Cdk 4, 6, 2, dan 1. Cdks merupakan treoinin atau serin protein kinase yang harus berkaitan dengan cyclin untuk aktivasinya. Konsentrasi Cdks relatif konstan selama siklus sel berlangsung. Cdks dalam keadaan bebas ( tak berikatan) adalah inaktif karena catalytic site, tempat ATP dan substrat berikatan di blok oleh ujung C-terminal dari CKIs. Cyclin akan menghilangkan pengelobka tersebut. Ketika diaktifkan, Cdk akan memacu proses downstream dengan cara memfosforilasi protein spesifik.
c. Cylin-dependent kinase inhibitor (CKI), merupakan protein yang dapat mengahambat aktivitas Cdk dengan cara mengikat Cdk atau kompleks cyclin-Cdk.
Cylin-dependent kinase inhibitor terdiri dari dua kelompok protein yaitu INK4
(p15, p16, p18, dan p19) dan CIP/KIP (p21, p27, dan p57) (Sarmako dan Larasati, 2012).
Sel melakukan persiapan untuk sintesis DNA. Fase ini merupakan fase wal cell cycle progression yang diatur oleh faktor ekstraseluler seperti mitogen dan molekul adhesi. Penanda fase ini adalah adanya ekspresi dan sintesis protein sebagai persiapan memasuki fase S. Pada fase G-2, sel melakukan sintesis lebih lanjut yang memadai untuk proses pembelahan, sehingga setiap sel siap melakukan pembelahan pada fase M (Ruddon, 2007).
Siklus sel dikontrol oleh beberapa protein yang bertindak sebagai regulator positif dan negative. Kelompok cyclin khususnya cyclin D, E, A, dan B merupakan protein yang levelnya fluktuatif selama proses siklus sel. Cyclin bersama dengan kelompok cyclin independent kinase (CDK), khususnya CDK 4, 6, dan 2, bertindak sebagai regulator positif yang memacu terjadinya siklus sel, pada mamalia ekspresi kinase (CDK4, CDK2, dan CDK2/CDK1) terjadi bersamaan dengan check point pada metaphase (M) terpenuhi bila semua kromosom dapat menempel pada gelondong (spindle) miotic (Ruddon 2007).
Aktivasi CDK memerlukan ekspresi siklin (Cyc). Kompleks Siklin-CDK dengan protein CKI dan adanya fosforilasi oleh Wee 1 (tyrosin 15)/Myt (theorin14) dapat menyebabkan inaktivasi CDK. Aktivasi kompleks Cyc-CDK diawali dengan proteolisis CKI oleh ubiquitin kemudian fosofrilasi CDK oleh CDK-activating kinase (CAK) pada theorin 161 dan penghilangan fosfat (defosforilasi) oleh Cdc 25 fosfotase pada target fosforilasi Wee 1( tyrosin 15)/ Myt1 ( theorin 14). CDK bekerja pada awal G1 untuk mengakifkan E2F-dependent transcription gen yang
diperlukan untuk fase S (diakhir G1 untuk menginisiasi fase S) dan juga di akhir G2 Checkpoint pada G untuk menginisiasi mitosis (M) (Nurse 2000).
Checkpoint ini akan menghambat progesi siklus sel ke fase mitosis, sedangkan checkpoint pada fase M (mitosis) terjadi jika benang spindle tidak terbentuk atau jika semua kromosom tidak dalam posisi yang benar dan tidak menempel dengan sempurna pada spindle. Checkpoint tersebut bekerja dengan memonitor apakah kinektor dan mikrotubul terhubung secara benar. Jika tidak , kohesi kromatid akan tetap berlangsung dan mikrotubul gagal untuk memendek sehingga kromatid tidak bergerak menjauh ke kutub yang berlawanan (Ruddon, 2007).
Kontrol checkpoint sangat penting untuk menjaga stabilitas genomic.
Kesalahan pada checkpoint akan meloloskan sel untuk berkembang biak meskipun terdapat kerusakan DNA atau replikasi yang tidak lengkap atau kromosom tidak terpisah sempurna sehingga akan mengghasilkan genetic. Hal ini kritis bagi timbulnya kanker. Oleh karena itu, proses regulasi siklus sel mampu berperan dalam pencegahan kanker ( Ruddon, 2007).
Skema regulasi dari cyclin dependent kinetik (Cdk) dapat dilihat pada Gambar 2.3
Gambar 2.3 Skema ringkasan tingkat regulasi dari cyclin dependent kinase (Cdk). 1 dan 2. Sintesis dan degradasi siklins pada tahapan tertentu dari siklus sel. 3. Asosiasi cdks ke cyclins agar aktif. 4. Aktivasi kompleks cdk/cyclin oleh CAK. 5. Inaktivasi kompleks cdk/cyclin oleh fosforilasi pada thr14 dan tyr15 (5a) dan reaktivasi oleh fosfatase yang bekerja pada situs ini (5b). 6. Cdk inhibitor proteins (CKI) mencegah baik perakitan kompleks cdk/cyclin (6a) atau aktivasi cdk di kompleks (6b). Kompleks cdk/cyclin yang diaktifkan dapat memfosforilasi substrat yang diperlukan untuk transisi ke fase siklus sel berikutnya (Carrassa, 2014)
2.3.1 Apoptosis
Apoptosis (bunuh diri sel) merupakan proses yang secara terus-menerus terjadi di dalam tubuh. Hal ini terjadi karena perubahan dan kerusakan sel yang secara konstan diproduksi di dalam tubuh. Untuk mengetahuinya, perhatikan bagaimana DNA dan sel melakukan replikasi. Proses ini merupakan proses yang sangat cepat (karena serupa dengan kebutuhan tubuh yang berhubungan dengan
penggantian sel yang rusak dan berubah) (Nair dan Peate, 2015). Jika sel memiliki kesalahan dalam DNA-nya yang tidak dapat diperbaiki, sel itu mungkin mengalami kematian sel terprogram (apoptosis). Apoptosis adalah proses umum sepanjang hidup yang membantu tubuh menyingkirkan sel-sel yang tidak diperlukan.
Apoptosis pada kanker ada di semua sel kanker terlepas dari penyebab atau tipenya;
ini termasuk pertumbuhan yang tidak terkendali, angiogenesis dan penghindaran apoptosis . Pencegahan kanker adalah salah satunya fungsi utama apoptosis, dan umumnya melalui jalur intrinsik .Hilangnya kendali apoptosis memungkinkan sel kanker untuk bertahan lebih lama dan memberi lebih banyak waktu untuk akumulasi mutasi yang dapat meningkatkan invasi selama perkembangan tumor, merangsang angiogenesis, deregulasi proliferasi sel dan mengganggu diferensiasi.Tahapan sel yang rusak dapat dilihat pada Gambar 2.3.1.
Gambar 2.3.1 Sel yang rusak dapat mengalami apoptosis jika tidak dapat memperbaiki kesalahan genetik (NIH, 2018)
Apoptosis adalah mekanisme alami sel untuk kematian sel terprogram. Ini sangat penting dalam mamalia berumur panjang karena memainkan peran penting dalam perkembangan serta homeostasis karena menghilangkan sel yang tidak di
perlukan lagi. Apoptosis dipicu oleh berbagai jalur sinyal dan diatur oleh ligan ekstrinsik dan intrinsik yang kompleks. Terdapat dua jalur apoptosis utama yakni melibatkan fungsi caspase dan tanpa caspase. Mitokondria bertindak sebagai crosstalk organelles yakni organel yang berperan pada kedua jalur apoptosis yang berbeda tersebut. Jalur apoptosis terbagi dua yaitu caspase dependen dan independen.Sinyal apoptosis jalur caspase dependen bisa terjadi secara intraseluler dan ekstraseluler. Jalur ekstrinsik (ekstraseluler) diinisiasi stimulasi reseptor kematian sedangkan jalur intrinsik diinisiasi oleh pelepasan faktor sinyal dari mitokondria dalam sel.Apoptosis jalur ekstrinsik dimulai dari adanya pelepasan molekul sinyal disebut ligan, oleh sel lain bukan berasal dari sel yang akan mengalami apoptosis.Ligan tersebut berikatan dengan reseptor kematian yang terletak pada transmembran sel target yang menginduksi apoptosis.Reseptor kematian yang terletak di permukaan sel adalah famili reseptor Tumor Necrosis Factor (TNF), yang meliputi TNF-R1, CD 95 (Fas), dan TNF-Related apoptosis inducing ligan (TRAIL)-R1 dan R2. Ligan yang berikatan dengan reseptor tersebut mengakibatkan caspase inisiator 8 membentuk trimer dengan adaptor protein FADD.
a. Apoptosis fisiologis
Apoptosis fisiologis merupakan kematian sel yang diprogram. Kematian sel ini erat kaitannya dengan suatu enzim yang dikenal dengan nama telomerase.
Telomer terletak pada ujung kromosom merupakan salah satu faktor yang sangat penting dalam melindungi kromosom. Pada sel normal, telomer ini akan mengalami pemendekan pada waktu sel melakukan pembelahan diri. Bila ukuran telomer mencapai ukuran tertentu (ukuran kritis) sebagai akibat dari pembelahan berulang,
maka sel tersebut tidak dapat melakukan pembelahan diri lagi. Selanjutnya akan terjadi fragmentasi dan sel akan mengalami apoptosis. Namun, pada sel ganas pemendekan telomer sampai level kritis tidak akan terjadi karena adanya aktivitas dari enzim ribonukleoprotein (telomerase) secara terus-menerus. Oleh karena itu, maka sel ganas dapat bersifat immortal (Sudiana, 2008).
b. Apoptosis Patologis
Apoptosis patologis yaitu kematian sel karena adanya rangsangan.
Rangsangan ini dapat terjadi karena adanya aktifitas dari p53. Hal ini disebabkan karena adanya gen yang cacat. Gen yang cacat dapat memicu aktifitas beberapa enzim seperti PKC (Protein Kinase C) dan CPK-K2, di mana kedua enzim ini dapat memicu aktifitas p53 yang merupakan faktor transkripsi terhadap pembentukan p21. Peningkatan p21 akan menekan semua CDK. Sebelumya telah diketahui bahwa terjadinya siklus pembelahan sel sangat tergantung pada ikatan komplek antara CDK dengan siklin. Dengan terjadinya penekanan semua CDK, maka siklus sel akan berhenti. Pada saat siklus terhenti, maka p53 akan memicu aktifitas BAX (Bcl2- ssociated X protein) di mana protein BAX ini akan menekan aktifitas Bcl-2 (B-Cell Lymphoma-2) pada membran mitokondria sehingga terjadi perubahan permeabilitas membran. Perubahan ini mengakibatkan terjadinya pelepasan cytochrome-C ke sitosol. Di sitosol, cytochrome-C akan mengaktivasi Apaf-1 (Apoptotic protease activating factor 1) yang selanjutnya mengaktivasi cascade caspase. Caspase inilah yang mengaktifkan DNA-se, kemudian DNA-se yang aktif akan menembus inti dan merusak DNA sehingga DNA sel yang bersangkutan rusak dan akhirnya mengalami apoptosis (Sudiana, 2008).
Mekanisme lain yang dimiliki tubuh untuk berusaha mencegah perkembangan kerusakan sel adalah dengan merusak sel tersebut dengan sistem imun tubuh itu sendiri. Salah satu fungsi sistem imun adalah surveilans imun. Sel darah putih tertentu dari sistem imun (termasuk limfosit T sitotoksi) bergerak melalui tubuh untuk mencari sel abnormal atau sel “asing” (seperti bakteri dan virus). Setiap sel pembawa reseptor pada membrane luar mereka dan beberapa reseptor ini menjadi reseptor pengidentifikasi (ID) khusus yang mengidentifikasi tertentu. Jika limfosit T sitotoksik ini melihat sel yang tidak membawa reseptor ID tertentu terhadap tubuh, mereka akan membunuh sel tersebut. Aktivitas reseptor kematian dinding sel atau aktivasi apoptosis dilakukan dengan menggunakan enzim yang dikenal dengan granzim. Meskipun sel kanker ada di dalam tubuh yang sama dengan limfosit T sitotoksik, karena perubahan mereka, akibat perubahan DNA, reseptor ID pada sel kanker ini dapat sedikit berubah bentuk. Untungnya, meskipun hanya terdapat sedikit perubahan pada reseptor ID akibat sel kanker, reseptor ID masih cukup berbeda bagi sel T untuk mengenal dan merusaknya sebagai sel yang tidak “tepat”. Akan tetapi beberapa sel yang dikenal dengan sel prakanker dapat mengembangkan strategi untuk menyembunyikan perbedaan mereka dari sistem imun dan tentunya hilang karena dirusak oleh sel T. ketika sel prakanker ditolak oleh sistem imun tubuh sel ini dapat terus membelah diri dan melakukan replikasi untuk menimbulkan kanker karena seluruh sel inang mereka juga memiliki kemampuan untuk menghindari limfosit T (Nair dan Peate, 2015).
Mekanisme intrinsik apoptosis menggunakan mitokondria dan protein mitokondria (Gambar 2.3.1.1). Sel dengan DNA yang rusak atau onkogen yang diatur secara berlebihan dapat merangsang jalur ini . Rangsangan tambahan untuk
jalur ini termasuk kekurangan faktor pertumbuhan, kelebihan Ca2+, molekul perusak DNA,oksidan dan obat penargetan mikrotubulus. Jalur keseluruhan diatur oleh BCL-2 keluarga protein . Berbagai rangsangan apoptosis menghasilkan peningkatan regulasi protein khusus BH3, yang kemudian mengaktifkan BAX dan BAK. BAX diatur oleh p 53, suatu penekan gen tumor . Setelah diaktifkan, BAX dan BAK mengalami oligomerisasi, yang mengarah ke membran luar mitokondriapermeabilisasi (MOMP). MOMP adalah peristiwa yang menentukan apoptosis intrinsik dan dipertimbangkan titik tidak bisa kembali . Permeabilisasi memungkinkan pelepasan protein antar membran seperti sitokrom c, aktivator caspase yang diturunkan dari mitokondria kedua (SMAC) dan Omi. Setelah pelepasan sitokrom c, apoptosom terbentuk dari sitokrom c, pengaktifan protease apoptosis faktor-1 (APAF-1), dATP dan procaspase-9. Di dalam apoptosom, procaspase-9 diubah menjadi caspase-9 yang mengaktifkan caspases eksekutor yaitu caspase-3 dan -7 yang dengan cepat mulai memecah protein yang menyebabkan kematian sel.
Gambar 2.3.1.1 Jalur apoptosis intrinsik (Nair dan Peate, 2015).
Protein BH3 saja diregulasi sebagai respons terhadap stres apoptosis. Mereka mengaktifkan BAX (BCL-2-terkait X protein) dan BAK (pembunuh antagonis
mitokondria. Sitokrom c, SMAC (aktivator caspase yang diturunkan dari mitokondria kedua), dan Omi dilepaskan dan apoptosom terbentuk dari procaspase- 9, dATP, sitokrom c, dan APAF-1. Caspases kemudian diaktifkan dan mulai membelah protein seluler yang mengakibatkan apoptosis. Panah mewakili aktivasi dan batang T mewakili penghambatan.
Ada beberapa langkah tambahan untuk apoptosis intrinsik yang memastikan kematian sel. Omi menghambat X-linked inhibitor of apoptosis protein (XIAP) yang merupakan inhibitor endogen fungsi caspase . SMAC dilepaskan selama apoptosis untuk menghambat penghambat apoptosis protein (IAP) sehingga apoptosis berlangsung setelah apoptosom terbentuk. MOMP juga akan menyebabkan kematian sel jika caspases tidak diaktifkan. Permeabilisasi membran menyebabkan hilangnya fungsi mitokondria yang menyebabkan kematian sel . Ada beberapa sel yang dapat bertahan dari MOMP seperti neuron. Juga telah ditemukan bahwa beberapa sel kanker mampu menghindari kematian bahkan setelah MOMP . Jalur ekstrinsik menggunakan sinyal ekstraseluler untuk menginduksi apoptosis (Gambar 2.3.1.2). Sinyal kematian sel, juga dikenal sebagai ligan kematian, mengikat reseptor kematian keluarga tumor necrosis factor (TNF).
Beberapa ligan kematian termasuk ligan Fas (Fas-L), TNF-related apoptosis- inducing ligand (TRAIL) dan tumor necrosis factor (TNF) . Protein adaptor direkrut ke reseptor kematian [4,14]; protein adaptor termasuk domain kematian terkait Fas (FADD) dan domain kematian terkait reseptor TNF (TRADD). Inisiator procaspases-8 dan -10 mengikat protein adaptor, membentuk kompleks pensinyalan penyebab kematian (DISC) . Procaspases memiliki domain efektor kematian (DED) yang mengikat protein adaptor pada DED-nya . Procaspases-8 dan -10 diaktifkan
