12

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Anatomi dan Fisiologi Pembuluh Darah

2.1.1 Sistem Pembuluh Darah

Di antara berbagai organ tubuh, pembuluh darah mungkin merupakan salah satu

organ yang mempunyai peranan penting dan sistemnya sangat kompleks. Dikenal

dua sistem sirkulasi di mana pembuluh darah memegang peranan utama yaitu:

sistem sirkulasi sistemik dan sistem sirkulasi paru-paru (Guyton, 2000). Di setiap

sistem, masing-masing dikelompokkan menjadi 3 sistem yaitu sistem arterial,

sistem kapiler dan sistem venosa. Aorta adalah pembuluh darah besar bagian dari

sistem sirkulasi sistemik, yang keluar dari jantung dan berfungsi untuk membawa

darah jantung yang penuh berisi oksigen ke pembuluh arteri. Dari pembuluh aorta

yang besar kemudian bercabang menjadi beberapa pembuluh darah arteri yang

ukurannya lebih kecil dan membawa darah dari percabangan aorta keseluruh

tubuh, kecuali arteri paru-paru yang berfungsi sebaliknya (Guyton, 2000; High

beam encyclopedia, 2008; Farlex, 2008). Di target organ, pembuluh darah arteri

bercabang-cabang dan berakhir menjadi pembuluh darah yang lebih kecil yang

disebut dengan arteriol. Arteriol bekerja sebagai katup pengatur di mana darah

dilepaskan ke dalam kapiler. Kapiler adalah pembuluh darah terkecil yang

berfungsi untuk menukar cairan dan bahan gizi di antara darah dan ruang

interstisial (Guyton, 2000). Venula mengumpulkan darah dari kapiler-kapiler.

13

Secara berangsur-angsur mereka bergabung menjadi vena-vena yang makin lama

makin besar. Vena adalah pembuluh darah yang berfungsi sebagai penyalur yang

membawa darah dari jaringan kembali ke jantung (Guyton, 2000).

Secara histoanatomik, ketebalan dinding ketiga sistem ini berbeda, sesuai

dengan fungsi utamanya masing-masing. Aorta dan pembuluh darah arteri, karena

fungsinya untuk menyalurkan darah dari jantung ke seluruh tubuh, mengalami

tekanan yang tinggi. Sehingga pembuluh darah arteri memiliki dinding vaskuler

yang kuat dan darah mengalir dengan cepat ke jaringan-jaringan.

Arteriol yang berfungsi sebagai katup pengatur dari sistem arteri, memiliki

dinding otot yang kuat yang dapat menutup sama sekali arteriol tersebut sehingga

memungkinkannya untuk berdilatasi beberapa kali, dengan demikian dapat

mengubah aliran darah ke kapiler.

Kapiler, karena fungsinya sebagai penukar cairan dan bahan gizi, memiliki

dinding yang sangat tipis dan permeabel terhadap zat yang bermolekul kecil.

Selanjutnya dari kapiler darah kemudian berlanjut menuju venula-venula yang

kemudian bergabung menjadi pembuluh darah vena.

Vena, karena berfungsi mengalirkan darah kembali ke jantung, memiliki

tekanan dinding yang sangat rendah dan sebagai akibatnya dinding vena tipis.

Tetapi walaupun begitu, dinding vena berotot yang memungkinkannya untuk

mengecil dan membesar, sehingga vena mampu menyimpan darah dalam jumlah

kecil atau besar tergantung kepada kebutuhan badan.

14

Tabel 2.1 di bawah ini menunjukkan perbedaan ketebalan dinding

pembuluh darah, diameter lumen dan luas area sesuai dengan fungsinya dalam

sistem.

Tabel. 2.1. Tebal Dinding Pembuluh Darah, Diameter Lumen dan Luas

Penampang Lintang (Area) Pembuluh Darah

SISTEM

PEMBULUH

DARAH

TEBAL

DINDING LUMINAL AREA

Aorta 2 mm 2.5 cm 4.5 cm2

Arteri 1 mm 0.4 cm 20 cm2

Arteriol 20 μm 30 μm 400 cm2

Kapiler 1 μm 5 μm 4500 cm2

Venol 2 μm 20 μm 4000 cm2

Vena 0.5 mm 5 mm 40 cm2

Vena Kava 1.5 mm 3 cm 18 cm2

Sumber: Kardiologi Molekuler oleh Baraas F., 2006, hal. 187

2.1.2 Struktur Dinding Pembuluh Darah

Dinding pembuluh darah terdiri dari 3 (tiga) lapisan, yaitu: lapisan terdalam yang

disebut sebagai tunika intima; yang ditengah disebut sebagai tunika media dan

yang terluar disebut sebagai tunika adventisia (Gambar 2.1). Tunika intima terdiri

dari selapis sel endotel yang bersentuhan langsung dengan darah yang mengalir

dalam lumen, dan selapis jaringan elastin yang berpori-pori yang disebut

membran basalis. Tunika media terdiri dari sel-sel otot polos, jaringan elastin,

proteoglikan, glikoprotein dan jaringan kolagen. Dalam keadaan biasa, jumlah

jaringan elastin yang membentuk tunika media aorta dan pembuluh darah besar

lainnya, lebih menonjol dibandingkan dengan otot polosnya. Sebaliknya di

15

pembuluh darah arteri lebih banyak dijumpai sel otot polos yang membentuk

tunika medianya. Perbedaan sel dalam tunika media menjadi tidak jelas (tidak bisa

dibedakan) bila sudah memasuki arteriol, bahkan tampaknya, dapat dikatakan

bahwa di dalam arteriol jaringan ikat dari tunika adventisia menjadi lebih dominan

(Guyton, 2000; Baraas F., 2006).

Gambar 2.1: Penampang Dinding Pembuluh Darah

Dalam dinding kapiler pembuluh darah, tidak didapatkan lagi lapisan

tunika media dan yang ada adalah lapisan sel endotel. Pada sistem venosa,

komponen tunika jumlahnya jauh lebih sedikit dibandingkan dengan sistem

arterial. Tunika media tidak begitu berkembang dan hanya terdapat pada vena

kava dan pembuluh darah vena besar lainnya. Pada vena-vena kecil dan venol,

hanya jaringan ikat tuna adventisia yang lebih dominan. Oleh karena itu sistem

venosa lebih mudah mengalami dilatasi yang ireguler dan menampung pembuluh

darah paling besar (Guyton, 2000; Baraas F., 2006).

Sumber: Hast, 2003

16

Elastin yang bersifat hydrofobik berperan dalam mempertahankan

elastisitas dinding pembuluh darah, sedangkan jaringan kolagen berperan dalam

mempertahankan struktur dan bentuk pembuluh darah. Jaringan kolagen pada

tunika media yang terdiri dari tiga tipe yaitu, tipe I dan tipe II mengandung sel-sel

fibril dengan diameter 20-90 nm, dan tipe III yang bersifat lebih elastik. Jaringan

ikat kolagen yang ada dalam tunika intima adalah jaringan kolagen tipe IV,

sedangkan yang tipe V ada di membran basal. Tunika adventisia yang merupakan

lapisan terluar bertindak sebagai pelindung dan terdiri dari banyak jaringan ikat,

saraf otonom, pembuluh darah limfe dan vasa vasorum (Guyton, 2000; Baraas F.,

2006).

2.1.3 Sel Endotel

Lapisan terdalam dari tunika intima, terdiri dari selapis sel yang disebut sel

endotel. Sel ini berbentuk pipih, poligonal dengan ukuran sekitar 10 x 50 μm dan

tebalnya 1-3 μm, dengan sumbu panjang sel sejajar dengan aliran darah (Baraas F.,

2006). Sel ini berada disemua struktur pembuluh darah mulai dari jantung sampai

dengan kepiler dan berhubungan langsung dengan aliran darah (Guyton, 2000,

Bruce A., et al., 2002, Baraas F., 2006).

Sel endotel berfungsi untuk mengatur aliran darah yang dipompa oleh

jantung menuju ke seluruh tubuh, begitu juga sebaliknya (Baraas F., 2006),

memiliki kemampuan yang luar biasa dalam mengadaptasikan dirinya, baik secara

jumlah maupun kemampuan mengatur untuk tujuan memenuhi kebutuhan lokal

(Bruce A, et al., 2002). Disamping itu sel ini, bilamana rusak akan mudah diganti

oleh adanya Vascular Endothelial Growth Factor (VEGF) (Mochida S etal.,

17

1998), hanya saja diperlukan waktu untuk proses regenerasi tersebut (Reidy etal.,

1986). Kelebihan inilah yang memberikannya kemampuan untuk memiliki fungsi

yang berbeda-beda sesuai dengan fungsi metabolik organ yang diembannya

masing-masing (Baraas F., 2006). Secara umum sel endotel memiliki 3 (tiga)

fungsi dasar, yaitu: Pertama, endotel berfungsi sebagai garis pertahanan utama

(barrier) terhadap hampir semua elemen asing yang mencoba invasi ke dalam

suatu organ; kedua endotel berfungsi sebagai tempat metabolisme dan

katabolisme senyawa-senyawa tertentu; dan ketiga, sel ini berfungsi sebagai

tempat sintesis berbagai senyawa vasoaktif yang diperlukan dalam

mempertahankan tonus pembuluh darah (Bruce, 2002, Böger, 2004), yaitu antara

lain sintesis berbagai mediator inflamasi, mediator proliferasi sel-sel subendotel

dan berbabagi faktor hemostasis lainnya (Guyton, 2000; Libby P., et al., 2002;

Najjar et al., 2005; Baraas F., 2006). Fungsi di atas disebabkan karena peran

utama sel endotel adalah mengendalikan sifat-sifat arteri seperti tonus vaskuler,

permeabilitas vaskuler, angiogenesis dan respon terhadap proses inflamasi (Najjar

et al., 2005)

Sel endotel mengeluarkan Oksida Nitrit (NO) yang berperan sangat

penting dalam mempertahankan tonus pembuluh darah khususnya untuk proses

relaksasi pembuluh darah (Libby P., et al., 2002; Böger, 2004; Najjar et al., 2005;

Baraas F., 2006). NO merupakan hasil dari proses perubahan L-Arginine menjadi

sitrulin yang dikatalisis oleh enzym Nitric Oxyde Syntase (NOS) yang termasuk

dalam kelompok sitokrom P-450. Telah dapat diidentifikasi 3 (tiga) isoform NOS

yaitu: neuralNOS (nNOS) yang berasal dari kromosom 7, inducible NOS (iNOS)

18

yang berasal dari kromosom 12 dan endothelial constitutive NOS (ecNOS) yang

berasal dari kromosom 17 (Baraas F., 2006).

Gaya gesek pulsatil (shear stress) darah dan dengan adanya ion Ca2+

dari

luar sel dapat menyebabkan ecNOS menjadi aktif. Oleh karena itu produksi NO

oleh sel endotel distimulasi dan dipertahankan oleh faktor-faktor yang dapat

meningkatkan konsentrasi Ca2+

intrasel, seperti gaya gesek pulsatil pada

permukaan sel-sel endotel yang selalu berlangsung disepanjang waktu, perubahan

keseimbangan berbagai molekul sinyal vasoaktif yang bersifat vasodilatatif

dengan molekul sinyal vasokonstruktif dan sebagainya (Baraas F., 2006).

Oksida Nitrit bekerja lokal (autokrin dan parakrin) oleh karena waktu

paruhnya sangat pendek dan segera bereaksi dengan air dan oksigen membentuk

nitrit dan nitrat. Oksida Nitrit ini selalu diproduksi dan didegradasi secara sangat

dinamik di dalam sel-sel endotel (Baraas F., 2006).

2.2 Penuaan Pembuluh Darah (Vascular Aging)

Dengan bertambahnya umur seseorang, proses menua yang terjadi sepanjang

hidup manusia akan tetap berlangsung. Seluruh organ beserta fungsinya, termasuk

pembuluh darah, juga mengalami proses menua. Penuaan organ ditandai dengan

berbagai perubahan struktur maupun fungsi. Berikut ini adalah pembahasan

tentang perubahan yang terjadi pada pembuluh darah sebagai akibat dari penuaan.

19

2.2.1 Definisi Penuaan yang Berkaitan dengan Pembuluh Darah

Umur merupakan faktor risiko dominan terhadap penyakit yang

menyerang pembuluh darah. Penuaan pembuluh darah dikaitkan dengan

perubahan struktur dan fungsi keberadaan pembuluh darah khususnya pembuluh

darah besar (Mengden, 2006; Nilson, 2008), seperti diameter lumen, ketebalan

dinding, peningkatan kekakuan dinding dan perubahan fungsi endotel (Mengden,

2006, Najjar et al., 2005). Pembuluh darah yang paling sering terkena adalah yang

bersifat elastis seperti aorta sentralis dan arteri carotis (Science Blog, 2003,

Lakatta, 2003; Najjar et al., 2005). Lumen pembuluh darah besar akan mengalami

dilatasi, dindingnya semakin tebal dan semakin kaku (Lakatta, 2003; Najjar et al.,

2005). Perubahan ini dipengaruhi oleh perubahan struktur, mekanika dan

biokimiawi dinding oleh karena faktor umur yang kemudian berakibat pada

menurunnya arterial compliance dan kakunya dinding (Jani & Rajkumar, 2006;

Laurent et al., 2006; Nilson, 2008). Najjar et al., 2005, yang mengutip pendapat

O’Rourke dan Nicholas, 2005, menyebutkan bahwa peningkatan kekakuan

dinding pembuluh darah adalah akibat dari siklus tekanan yang terus menerus dan

putaran yang berulang-ulang pada dinding elastis arteri, sehingga menekan

jaringan elastisnya untuk digantikan dengan jaringan kolagen. Selain itu Lakatta

dan Levy, 2003, dalam review artikelnya menyebutkan juga bahwa kekakuan

arteri ini berkaitan dengan pengaruh regulasi endotel terhadap tonus otot polos

arteri (Lakatta, 2003). Selanjutnya kemungkinan kekakuan dinding ini diperbesar

oleh adanya specific gene polymorphism (Hanon et al., 2001; Safar, 2005).

20

Perubahan struktur dan fungsi arteri yang berkaitan dengan umur pada orang sehat

dijelaskan dalam tabel di bawah ini.

Tabel. 2.2.: Perubahan Struktur dan Fungsi Arteri yang berkaitan dengan Umur

pada Manusia, Kera dan pada beberapa Mahluk Monogastrik

PARAMETER ARTERI

MENUA HIPER-TENSI

ATERO-SKLEROSIS MANUSIA

> 65 TH KERA

15-20 TH TIKUS

24-30 BL. KELINCI 3-6 TH.

Lumen melebar + + + + ± ?

↑ Kekakuan + + + + + ?

↑ Collagen + + + + ± ?

↓ Elastin + + + + ± ?

Disfungsi endotel + + + + + +

Intima menebal difus + + + + + +

Keterlibatan lemak - - - - ± +

↑ jmlh VCMC + + + + + +

Macrophage + - - - + +

T sel + - - - + +

↑ Matriks + + + + + +

↑ Local Ang II-ACE + + + + + +

Disregulasi MMP + + + ? + +

↑ MCP-1/CCR2 + + + + + +

↑ ICAM ? ? + ? + +

↑ TGFB ? + + ? + +

↑ NADPH oxidase ? ? + ? + +

↓ VEGF + ? ? + + +

↓ NO bioavailability ? ? + + + +

↓ panjang telomer + + + ? ? +

Hipertensi ± ± ± ± + ±

Aterosklerosis ± - - - ± +

Sumber: Najjar et al., 2005,

2.2.2 Perubahan Struktur Dinding

Di bawah mikroskop, menebalnya dinding arteri ditunjukkan oleh

ketebalan tunika intima dan media. Pada penelitian post mortem dijumpai bahwa

penebalan dinding aorta terjadi secara difus dan terutama terjadi di lapisan intima,

walaupun penelitian ini dilakukan di populasi dengan angka kejadian

aterosklerosis yang rendah (gambar 2.2) (Lakatta, 2003; Najjar et al., 2005).

21

Penebalan berjalan secara linier dan secara epidemiologis, dapat mencapai 2-3

kali lipat dari ukuran sebelumnya pada rentang usia 20-90 tahun walaupun tanpa

diikuti oleh plak aterosklerosis (Nagai et al., 1998, Lakatta, 2003; Najjar et al.,

2005). Penebalan terjadi secara tidak merata di dinding pembuluh darah, sangat

bervariasi, yang menunjukkan bahwa penebalan dinding oleh karena umur ini

sangat heterogen. Sehingga ada istilah mereka yang ”sukses” atau yang

prosesnya ”dipercepat” (Najjar, 2005).

Gambar 2.2: Penebalan dinding arteri yang menua. Sumber Najjar, 2005

Secara histologis, dinding intima yang menebal secara difus terdiri dari

matriks protein, collagen, glycosaminoglican dan sel otot polos vaskuler

(VSMCs). Otot polos vaskuler di tunika intima yang menua diduga berasal dari

22

tunika media yang kemudian bermigrasi ke intima, terjadi peningkatan ekspresi

dari molekul-molekul adesi yang di lapisan intima aorta dan peningkatan

adherence dari monocyt ke permukaan sel endotel (Najjar, 2005). Keberadaan

glycosaminoglican ini berperan penting terhadap regulasi beberapa sifat fungsi

arteri termasuk diantaranya permeabilitas vaskuler (Lakatta, 2003).

Pada sel endotel, perubahan yang terjadi seiring dengan meningkatnya

umur antara lain meningkatnya sel dengan inti polipoid, meningkatnya

permeabilitas endotel, perubahan susunan dan integritas cytoskeleton dari sel,

munculnya senescence-assosiated β galactosidase staining dan ekspresi beberapa

penghambat siklus sel (Lakatta, 2003; Najjar, 2005).

Pada tunika media yang menua, perubahan yang menonjol antara lain

deposisi dari matriks protein ekstraseluler seperti Fibronectin dan type 2 matrix

metalloprotease (MMP-2) (Wang et al., 2003), yang mendorong degradasi

matriks protein dan memfasilitasi migrasi dari sel otot polos vaskuler (Pauly et al.,

1992).

Sel otot polos vaskuler di media aorta tikus yang tua ukurannya lebih besar

tetapi jumlahnya lebih sedikit bila dibandingkan dengan tikus dewasa (Najjar,

2005).

Karakteristik lainnya dari media yang menua adalah pergesaran isi dan

integritas dari struktur matriks protein yang disebut elastin dan collagen di mana

jaringan elastin akan berkurang dan hal ini berimplikasi pada semakin kakunya

dinding pembuluh darah oleh karena pertambahan umur (Najjar, 2005).

23

2.2.3 Perubahan Seluler Sel Arteri

Perubahan biomolekuler yang terjadi oleh karena penuaan pembuluh darah

bersumber terutama dari sel endotel dan selain itu juga dari tunika intima dan

media. Perubahan ini, pada manusia, mirip sekali dengan perubahan yang terjadi

oleh karena penyakit pembuluh darah seperti aterosklerosis ataupun hipertensi,

sehingga sering sekali perubahan dini dikatakan sebagai fase subklinik dari

terjadinya penyakit pembuluh darah tersebut (Lakatta, 2003; Najjar, 2005, Nilson,

2008).

2.2.3.1 Perubahan pada Sel Endotel (Struktur Dan Fungsi)

Sel endotel arteri yang tua mensekresi lebih banyak plasminogen activator

inhibitor-1 (PAI-1) yang mempermudah munculnya trombosis. Disamping itu,

pada arteri yang menua ini terjadi peningkatan dari endotelin dan

vasoconstructing growth factors yang diproduksi oleh sel endotel, antara lain

Angiotensin II. Sebaliknya faktor vasodilatasi, seperti NO, prostacyclin dan

endothelium hyperpolarising factor menurun. Perubahan yang terjadi di pembuluh

darah karena penuaan ini memberikan suasana aktif baik secara enzimatis maupun

metabolik terhadap terjadinya penyakit pembuluh darah seperti aterosklerosis

(Najjar, 2005)

Panjang telomer dalam endotel merupakan marker untuk penggantian sel

dan ini berbanding terbalik dengan umur, gradasi aterosklerosis dan tekanan nadi

(Lakatta, 2003). Hilangnya telomer pada arteri yang menua menginduksi disfungsi

endotel di sel endotel vaskuler, sedangkan inhibisi terhadap pemendekan telomer

24

akan menekan proses disfungsi sel yang berkaitan dengan umur (Minamino et al.,

2002).

Endotel disini menunjukkan telomer yang lebih pendek dan aktivitas

telomerase reverse transcriptase juga tertekan menyebabkan proses glikasi dari

jaringan colagen yang dapat menginduksi munculnya perubahan fenotip sel

endotel seperti sel senescence. Advanced glycation end products yang

terakumulasi oleh karena umur akan mengaktivasi NAD(P)H oksidase yang akan

meningkatkan produksi anion superoksida. Menyatunya Advanced glycation end

products (AGE) dan reseptornya (RAGE) di sel endotel akan memicu pengerahan

dan aktifasi sel inflamasi yang meningkatkan trombogenesis dengan cara

menstimulir agregasi platelet (Wautier, 2004). Oleh karena itu proses menua dapat

dikatakan sebagai proses inflamasi kronis yang lamban dan ditandai oleh

munculnya sitokins pro inflamasi, seperti TNF-α, IL-6 and NFκB (Donato et.al.,

2009)

2.2.3.2 Perubahan pada Tunika Intima

Pada tunika intima dinding arteri binatang primata dan binatang pengerat

yang tua didapatkan penebalan yang difus, walaupun kedua binatang ini tidak

menderita aterosklerosis (Li Z. et al., 1999; Asai et al., 2000).

Diantara lapisan intima yang menebal ini tingkatan dari inflamatory

chemokine yaitu monocyte chemocontractant protein-1 (MCP-1) dan reseptornya

juga meningkat yang menyebabkan penebalan dan invasi sel otot polos (VSMCs)

ke dalam intima (Spinetti G. et al., 2004). Najjar et al. (2005) yang mengutip

25

laporan dari Boring et al., (1998) menjelaskan bahwa hal ini berimplikasi terhadap

patogenesis dari proses aterosklerosis (Boring etal, 1988; Najjar et al., 2005).

Molekul inflamasi ini (termasuk didalamnya MCP-1) diproduksi dan disekresi

oleh sel endotel dan sel otot polos (VSMCs), sedangkan pada binatang tidak

dijumpai sel inflamasi tradisional seperti lekosit di dinding pembuluh darah aorta

(Najjar, 2005).

Disamping itu, ekspresi dan aktivitas faktor pertumbuhan multifungsi

(multifunctional growth factor), transforming growth factor-β1 (TGF-β1) di intima

juga meningkat (Wang & Lakatta, 2002). Faktor pertumbuhan inilah yang

mengatur replikasi dan sintesis komponen matriks ekstra sel dan memberikan

respon terhadap injury (Roberts and Sporn ,1990, Shah M etal., 1995).

Selanjutnya, keberadaan Nitric Oxide (NO) di intima arteri yang menua

juga berkurang, sedangkan aktivitas NADP(H) oksidase dan produksi reactive

oxygen species juga meningkat (Cernadas et al., 1998; Hamilton et al., 2001).

Keadaan ini akan memberi kesempatan terjadinya peroksidasi lipid dan modifikasi

protein karena oksidasi juga.

2.2.3.3 Perubahan di Tunika Media

Pada tunika media yang menua, perubahan yang menonjol antara lain

deposisi dari matriks protein ekstraseluler seperti Fibronectin dan type 2 matrix

metalloprotease (MMP-2) (Wang et al., 2003) yang mendorong degradasi matriks

protein dan memfasilitasi migrasi dari sel otot polos vaskuler (Pauly et al., 1992).

26

Sel otot polos di tunika media tampaknya mengalami proses modulasi

penotip ke arah dedifferentiated dan synthetic state. Menurut Najjar, 2005, proses

migrasi sel otot polos dari media ke intima menjadi lebih masuk akal yaitu oleh

karena peningkatan jumlah sel otot polos di dinding intima arteri sentral yang

menebal seiring dengan pertambahan usia. Selanjutnya, bila terjadi arterial injury

pada tikus yang tua, sel otot polos disini akan bertumbuh menyertai formasi

neointimal yang berlebihan dan aselererasi respon remodeling dinding pembuluh

arteri. Pertumbuhan yang berlebihan ini melambangkan faktor intrinsik pada

dinding pembuluh darah (Hariri et al., 1988)

Penurunan jaringan elastin oleh karena umur lebih disebabkan karena

menurunnya sintesis elastin. Penurunan ini disebabkan oleh karena represi

terhadap ekspresi gen elastin oleh B-Myb dan degradasi serabut elastin yang

kejadiannya dipercepat oleh adanya proses enzymatis seperti MMP-2 yang

tingkat dan aktivitasnya meningkat dengan bertambahnya usia (Wang et al., 2003).

Fragmen elastin yang dihasilkan akan berinteraksi dengan reseptor elastin-laminin

yang ada di beberapa permukaan sel termasuk sel endotel dan sel otot polos dan

menginduksi motilitas dan proliferasinya.

Sebaliknya pada binatang ini terjadi penimbunan kolagen tipe I dan III di

tunika media pembuluh darah yang sudah menua (Wang et al., 2002). Jaringan

collagen yang berdekatan akan mengalami glikasi enzimatis dan oksidasi sehinga

menghasilkan glycation end products (Vaitkevicius et al., 2001). Yang membuat

dinding arteri menjadi kaku.

27

2.3 Teori Penuaan Pembuluh Darah

Patofisiologi penuaan pembuluh darah dijelaskan oleh beberapa teori yang

berjalan seiring dan saling mempengaruhi. Teori-teori yang dapat menjelaskan hal

tersebut antara lain

2.3.1 Teori Stress Oksidatif

Sel endotel pembuluh darah mempunyai peranan paling penting dalam

merespon setiap invasi molekul antigen, sehingga dapat dikatakan bahwa sel

endotelah yang menjaga dan memelihara keseimbangan tubuh manusia. Setiap

faktor yang menyebabkan perubahan pada permukaan membran sel, secara

otomatis akan direspon oleh sel endotel dalam upaya untuk mengembalikan atau

mempertahankan keseimbangan itu kembali (Baraas F., 2006). Untuk

mengantisipasi keadaan ini, sel endotel senantiasa memproduksi faktor relaksasi

dan penghambat pertumbuhan seperti Nitric Oxide (NO), prostacyclin,

endothelium-derived hyperpolarizing factors (EDHF) dan faktor vasokonstriksi

dan faktor promosi pertumbuhan seperti superoxide anions (O2-), endoperoxides,

thromboxane A2, endothelin (ET)-1, Angiotensin II, secara seimbang (Vanhoutte,

2002).

Invasi molekul yang mengenai endotel ini disebut sebagai stres oksidasi,

di mana stres ini dapat menimbulkan kerusakan pada sel endotel ini. Stress ini

dapat disebabkan oleh perubahan tekanan gaya gesek pulsatil pada permukaan sel

endotel, iritasi bahan kimiawi, trauma fisik, infeksi, polusi, asap rokok, hipoksia,

fenomena iskemia-reperfusi dan fenomena dismetabolik (Baraas F., 2006).

28

Setiap saat sel endotel akan selalu mengalami proses ini sehingga dapat

dikatakan peristiwa ini merupakan salah satu mekanisme dasar dari terjadinya

kerusakan endotel. Stress oksidasi yang kronis walaupun ringan akan memotong

integritas telomere yang menyebabkan sel endotel mengalami senescence secara

prematur (Kurz et al., 2004).

Dengan bertambahnya umur, keberadaan faktor pembuluh darah

yang ”baik” (relaksasi dan penghambat pertumbuhan) akan menurun

dibandingkan dengan faktor ”jelek” (kontraksi dan promotor pertumbuhan) yang

meningkat (Brandes et al., 2005). Produksi O2- yang meningkat tampaknya akan

mengikis reaktivitas dari endothelium dependent nitrovasodilator di dinding aorta

dan berakibat berkurangnya daya untuk relaksasi (Brandes et al., 2005).

Keberadaan Oksida Nitrit (NO) pada penuaan arteri menurun tetapi

aktivitas eNOS masih kontroversi. Beberapa studi menyebutkan bahwa ekspresi

Endothelium Nitric Oxide Synthase (eNOs) dan NO menurun sehingga

mengakibatkan terjadinya stress oksidasi (Csiszar et al., 2002), tetapi beberapa

studi menyebutkan ekspresi eNOS meningkat dan peningkatan ini dirangsang oleh

tingginya O2- (van der Loo et al., 2000). Meningkatnya O2

- besar kemungkinan

oleh karena rangsangan NaD(P)H oksidase yang memang meningkat pada

pembuluh darah yang menua (Csiszar et al., 2002). O2- merangsang eNOS untuk

memproduksi NO , tetapi tingginya rangsangan untuk memproduksi NO dan oleh

O2- yang terus menerus akan membentuk peroxynitrite (ONOO

-) dan uncoupling

dari Enos (gambar 2.3). Peroxynitrite inilah yang mengikis ketersediaan NO dan

menghambat kerja antioksidan Manganese Superoksida Dismutase (MnSOD) di

29

dalam plasma yang sedianya akan mengubah Radikal Superoksida (O2- ) segera

menjadi H2O2 (van der Loo et al., 2000, Griendling et al., 2003, Brandes et al.

2005, Schiffrin, 2008), untuk selanjutnya oleh enzym Catalse dan GSH H2O2 akan

segera dirubah menjadi H20 dan O2 (Griendling and FitzGerald, 2003). Disamping

itu Peroxynitrit (ONOO-) juga merupakan mediator penting dari peroksidasi

lemak termasuk oksidasi LDL dan proses nitrasi protein yng berujung pada

aterogenesis (Griendling et al., 2003).

Peningkatan umur berlanjut dengan disfungsi mitokondria yang

disebabkan oleh karena kerusakan DNA didalamnya. Sepanjang hidup manusia,

mitokondria selalu memproduksi Superoxide anion (O2-) dengan jumlah yang

berbeda-beda sesuai dengan lokasinya dan DNA dalam mitokondria selalu

terpapar terhadap stres oksidatif yang berakibat pada kerusakan DNA. Biasanya

O2- cepat diubah menjadi H2O2 oleh manganese superoxide dismutase (MnSOD),

untuk selanjutnya diubah menjadi H2O dan O2 tadi. Sebagai akibat dari produksi

O2-

yang terus menerus, maka jumlah mitokondria akan berkurang, ekspresi

proteinnya akan melemah seperti format disfungsi protein yang mengarah pada

deplesi energi seluler yang berlanjut dengan terbentuknya radikal lanjutan seperti

peroxynitrit (ONOO.-). Dalam pembuluh darah, peroxynitrit yang menonaktifkan

MnSOD di Mitokondria akan merangsang terbentuknya kembali O2- dalam

mitokondria (Griendling et al., 2003, Brandes et al., 2005).

Kerusakan DNA tidak terbatas di mitokondria saja dan ada satu enzym

yang bekerja dalam melabel DNA yang rusak yaitu Poly(ADP-ribose)polymerases

30

(PARP) yang ternyata juga terlibat dalam penipisan endotel yang menyebabkan

relaksasi pada penuaan

Beberapa enzym yang ikut dalam proses pembentukan radikal antara lain,

NO sintase, xantin oksidase, dan walaupun kejadiannya kurang, NADPH oxidase

juga dapat dikatakan sebagai sumber dari pembentukan radikal karena enzym ini

dapat mengaktifkan GTPase NADPH oxidase subunit Nox4 yang ternyata mampu

membentuk O2-

dan sel senescence (Brandes et al., 2005). Bahkan NADPH

oxidase dianggap sebagai sumber terpenting dari terbentuknya O2- dalam dinding

pembuluh darah (Schiffrin, 2008). Di pihak lain, NADPH dibentuk oleh

vasoactive hormones dan protein G-protein rac-1 yang berat molekulnya kecil

(Griendling et al., 2003). Meningkatnya peroksida ini dapat menjadi persisten

Gambar 2.3:

Proses munculnya

radikal bebas dalam

endotel yang menua

Sumber: Brandes et al., 2005

31

oleh karena pemberian kholesterol yang tinggi secara terus menerus, dan hal ini

berakibat pada tertekannya aktivitas NO (Griendling and Fitzgerald, 2003).

Disamping kerusakan atau modifikasi DNA, pembentukan radikal bebas

ini juga akan memodifikasi lemak dan protein, meregulasi beberapa bagian dari

gen seperti adhesion molecules, chemotactic factors, enzim antioksidan,

vasoactive substances. Meningkatnya ROS berakibat pada oksidasi LDL, bila

konsentrasi lemak dalam darah tetap tinggi (Berliner etal, 1985, Griendling, 2003),

degradasi kolagen yang disebabkan oleh termodifikasinya aktivitas Matrix

Metalloproteinase (MMPs) seperti MMP-2 dan MMP-9 (Griendling et al., 2003).

2.3.2 Teori Inflamasi (Respon Imunologi)

Di dalam tunika intima yang menebal pada tikus yang tua ditemukan

beberapa sitokin seperti Transforming Growth Faktor-beta (TGF-β), Interstitial

Cell Adhesion Molecule (ICAM-1), dan enzym zinc-dependent endopeptidase

type-2 metalloproteinase (MMP-2) (Lakatta, 2003). Hal ini menunjukkan adanya

pengaruh proses inflamasi pada penuaan pembuluh darah.

Proses inflamasi ini merupakan respon terhadap lesi yang terjadi pada sel

endotel (vascular respon to injury) oleh karena tekanan dan oleh karena gaya

gesek dari darah. Ada dua jalur respon terhadap lesi endotel yaitu melewati jalur

NO yang sudah dibicarakan sebelumnya dan jalur imunologik. Respon

imunologik ini diawali dengan peningkatan sekresi sitokin, sekresi faktor-faktor

koagulasi dan reaktivasi platelet, yang sangat besar peranannya dalam proses

trombosis akut (Baraas F., 2006).

32

Respon imunologik yang akut diawali dengan keluarnya sitokin

proimunologik melalui aktivasi faktor transkripsi NFκB (Nuclear Faktor Kappa-

B). Faktor ini kemudian bergerak ke dalam inti sel untuk berikatan dengan DNA

untuk ekspresi beberapa gen target yang mengkode sitokin-sitokin, protein fase

akut dan sebagainya. Beberapa sitokin yang diekspresi antara lain TNFα-β, IL1-

17, IFN-γ. (Baraas F., 2006). Sitokin-sitokin inilah, pada sel otot polos pembuluh

darah yang menebal, merangsang disekresinya MMP-2 dan terjadi proliferasi

Platelet Derive Growth Factor (PDGF) dan peningkatan TGF-β yang merangsang

formasi matriks fibronectin dan collagen (Lakatta, 2003). Respon lokal yang

muncul akibat ekspresi sitokin tersebut antara lain munculnya ICAM-1, VCAM-1

(Vascular Cell Adhesion molecule-1) dan PECAM-1 (Platelet Endothelial Cell

Adhesion Molecule-1) pada dinding pembuluh darah (Libby et al., 2002, Baraas F.,

2006).

Bilamana proses berlangsung kronis, berulang-ulang dan berkepanjangan,

maka respon proinflamasi dan protrombosis yang semula bersifat akut akan

berubah menjadi kronis. Akan terjadi infiltrasi sel-sel leukosit, terutama sel

monosit, ke bawah jaringan subendotel dan kemudian berubah menjadi sel

makrofag. Sel ini kemudian akan “menelan” berbagai sisa LDL yang teroksidasi

membentuk sel busa dan kemudian menjadi ateroma (Baraas F., 2006).

Nuclear faktor (NF)- B (respon elemen interferon- ), dan motif ikatan

DNA NF–interleukin-6 (IL-6) berada pada promoter dari Receptor Glication End

Product (RAGE). NF- B mengatur ekspresi seluler dari RAGE, menghubungkan

RAGE dengan respon inflamasi (Li & Schmidt, 1997). RAGE adalah receptor dari

33

Advanced Glycation End Product (AGE) yang merupakan modifikasi protein atau

lipid yang mengalami glikasi nonenzymatik dan teroksidasi setelah kontak dengan

gula aldosa (Singh et al., 2001). AGE dibentuk oleh 3 faktor kunci yaitu

kecepatan protein turnover untuk proses glycoxidation, tingginya kadar glukosa

darah, dan keadaan lingkungan yang menimbulkan stress oksidasi. AGE dapat

mengubah sifat-sifat dari matrix protein collagen, vibronectin, dan laminin,

melalui ikatan AGE-AGE intermolecular covalent, atau cross-linking. Cross-

linking AGE pada collagen tipe I dan elastin menyebabkan peningkatan matrik

ekstra seluler yang berdampak pada meningkatanya kekakuan pada vasculature

(Goldin et al., 2006).

AGE yang beredar di sirkulasi dapat berinteraksi dengan RAGE di endotel

(gambar 2.4.) yang menimbulkan pertuberasi sifat-sifat sel seperti peningkatan

regulasi transkripsi faktor NF- B dan kemudian dapat mentranskripsi beberapa

target gen seperti endothelin-1, vascular cell adhesion molecule-1 (VCAM-1),

intercellular adhesion

molecule-1 (ICAM-1), E-selectin, tissue faktor,

thrombomodulin, vascular endothelial growth faktor (VEGF), dan sangat mungkin

proinflammatory sitokins, seperti IL-1 , IL-6, and tumor necrosis faktor-

(Yamagishi etal., 1998; Wautier & Guillausseau, 2001; Basta et al. 2004) .

Disamping itu NF- B adalah essensial dalam menginduksi adhesi monosit dan

migrasi oleh AGE (Morigi et al., 1998) dan meginduksi hiperpermeabilitas sel

endotel (Basta et al., 2004).

34

Sumber: Wautier & Guillausseau, 2001, Diabetes Metab, 27,

Gambar 2.4: Proses Glikasi yang menimbulkan disfungsi endotel

AGE yang ada di basal membran menghambat migrasi monosit dan menginduksi

proses yang disebut sebagai apostaxis. AGE juga berkontribusi terhadap ekspresi

reseptor oxidized LDL (OxLDL) pada monosit yang menjadi makrofag yaitu

macrophage scavenger receptor class A and CD36 sehingga dengan demikian

meningkatkan uptake OxLDL yang menimbulkan terbentuknya Sel Busa (Foam

Cell) (Iwashima et al., 2000) .

2.3.3 Kerusakan Endotel

Sel endotel pembuluh darah yang sehat berfungsi untuk mengatur

homeostasis dari sistim vaskular. Disfungsi endotel dianggap sebagai awal yang

sangat penting bagi munculnya kerusakan aterotrombotik yang mengarah kepada

munculnya penyakit pembuluh darah (Baraas F., 2006).

Sel endotel yang sehat mensekresi substrat yang bersifat proteksi dan yang

terpenting disini adalah Nitric Oxide (NO). Dalam keadaan “sakit” atau “injury”

35

seperti munculnya faktor risiko kardiovaskuler, aktivasi endotel mengarah kepada

disekresinya faktor kontraksi yang bekerja justru merugikan dan bahkan mengikis

NO. Disamping itu faktor kontraksi ini juga mencegah dan mengaktivasi berbagai

mekanisme yang berkaitan dengan aterotrombosis seperti yang telah dibahas

sebelumnya (Versari et al., 2008)

Begitu juga dalam kondisi semakin tua, fungsi sel endotel dalam

mempertahankan homeostasis juga semakin berkurang, yang disebabkan terutama

oleh karena adanya stress oksidatif oleh Reactive Oxygen Species (ROS). Stres

oksidatif ini menyebabkan dipercepatnya pemendekan telomere yang dinyatakan

melalui analisa terhadap terminal restriction fragment (TRF) dan hilangnya

integritas telomere inilah yang yang memicu proses senescence prematur dari sel

endotel (Kurz et al., 2004)

2.3.4 Teori Pemendekan Telomere

Pada endotel arteri yang tua didapatkan telomere yang mengalami keausan

dan supresi terhadap aktivitas telomerase (Chang & Harley, 1995, Lakatta, 2005).

Panjang telomere berhubungan dengan penggantian sel invivo maupun invitro,

sehingga dengan peningkatan keausan telomere diikuti dengan penurunan proses

penggantian sel dan diikuti dengan perubahan ekspresi gen yang tampak dalam sel

yang mengalami senescence (Chang & Harley, 1995, Najjar et al., 2003, Nilson,

2008) Proses ini terutama terjadi di pembuluh arteri yang mengalami tekanan

hemodinamika yang lebih banyak (Chang & Harley, 1995). Bila senescence cell

dari endotel ini terakumulasi di daerah yang proses penggantian selnya tinggi,

36

menurunnya kemampuan memecah diri akan membuat tunika media menjadi satu

lapis saja dan mengeksposnya terhadap faktor mutasi mitogenic dan adhesi yang

berkontribusi terhadap munculnya plak aterogenik (Chang & Harley, 1995,

Minamino et al., 2002).

Kurz dan kawan-kawan (2004) menyatakan bahwa pemendekan telomere,

disebabkan oleh stres oksidasi yang ringan tetapi berulang-ulang secara kronis.

Dijelaskan di sini bahwa di dalam sel endotel yang normal, stres oksidasi yang

ringan tetapi kronis yang diinduksi oleh pengaruh pertahanan antioksidan seperti

glutation, justru mengaselerasi erosi telomere dan onset sel yang mengalami

senescence.

Di samping teori yang disampaikan oleh Chang dan Harley, 1995, Wautier

(2004) juga mengemukakan bahwa pada telomere yang memendek dan aktivitas

telomerase reverse transcriptase yang tertekan akan menyebabkan proses glikasi

dari jaringan kolagen yang dapat menginduksi munculnya perubahan penotip sel

endotel seperti sel senescence. Advanced glycation end products (AGE) yang

terakumulasi oleh karena umur akan mengaktivasi NAD(P)H/oksidase yang akan

meningkatkan produksi anion superoksida. Menyatunya Advanced glycation end

products dan reseptornya di sel endotel akan memicu pengerahan dan aktifasi sel

inflamasi yang meningkatkan thrombogenesis dengan cara menstimulir agregasi

platelet (Wautier & Schmidt, 2004).

2.4 Penuaan Pembuluh Darah dan Aterosklerosis

Penuaan pembuluh darah berkaitan sangat erat dengan ateroskelrosis

bahkan dapat disebutkan bahwa faktor risiko utama dari aterosklerosis adalah

37

pembuluh darah yang menua, atau dengan kata lain aterosklerosis pada usia muda

adalah penuuan dini pembuluh darah.

Faktor risiko dan perjalanan dari proses penuaan pembuluh darah tidak

berbeda dengan proses terjadinya aterosklerosis. Yang berbeda hanya waktunya di

mana umur merupakan faktor utama yang independen terhadap lamanya proses

interaksi, sedang faktor lainnya dapat mempercepat atau megurangi kecepatan

proses interaksi tersebut. Secara diagramatis proses dapat dijelaskan dalam

gambar 2.5.

Gambar 2.5: Proses penuaan pembuluh darah yang ditandai dengan kerusakan sel

endotel berakhir pada aterosklerosis

(Modifikasi dari: Baraas F., 2006, Kardiologi Molekuler, Yayasan

Kardia Iqratama, hal 200)

Gaya gesek

pulsatil Iskemia

Reperfusi Infeksi

Polusi Merokok

Alograf

Bahan kimia

Kelebihan makan

Obesitas

Diabetes

Dislipidemia

Hipertensi

Stress

Oksidatif

ROS ↑

Peroksidasi lipid

pada membrane sel

Endotel, LDL dll

Luka endotel,

LDL teroksidasi Disfungsi endotel

Respon NO

Respon imunologik

Trombosis

Aterosklerosis

Bahan Fisika

38

2.4.1 Stress oksidasi dan aterosklerosis

Seperti disebutkan diatas, sel endotel pembuluh darah selalu mengalami

stress oksidatif yang sebetulnya merupakan suatu proses yang alami. Stres ini

dapat meningkat oleh beberapa keadan antara lain: Gaya gesek pulsatil pembuluh

darah, Iskemia reperfusi, infeksi, polusi khususnya oleh asap rokok, Alograf,

Bahan-bahan kimiawi, bahan-bahan fisika, hipertensi, dislipidaemia, obesitas,

makan berlebihan (Baraas F., 2006). Plasma kolesterol, khususnya kolesterol yang

teroksidasi disebutkan berkontribusi menghasilkan radikal bebas di sel endotel

dinding pembuluh darah. LDL yang teroksidasi menjadi OxLDL menstimuli

terbentuknya O2- yang menimbulkan apoptosis pada dinding sel vaskuler (Awal

Prasetyo dan Udadi Sadhana, 2006; Bahorun etal., 2006).

Gambar 2.6: Mekanisme terbentuknya Foam Cell dalam proses Aterosklerosis

Modifikasi dari Awal Prasetyo dan Udadhi Sadhana, 2006

ROS

39

Stress oksidatif (ROS) (gambar 2.6) dapat menimbulkan peroksidasi

lemak pada dinding sel termasuk sel endotel yang menimbulkan jejas pada sel

tersebut (Endothelial injury). Jejas di dalam sel endotel inilah yang ditunjukkan

oleh munculnya respon NO dalam bentuk peningkatan yang diikuti dengan respon

imunologik. Di samping itu ROS yang berlangsung terus menerus walaupun

ringan dapat mengaselerasi sel senescence. Kejadian ini bila berulang terus akan

memendekkan telomere sel endotel disamping juga memicu munculnya

Advanced glycation end products (AGE), dan AGE yang terakumulasi oleh

karena umur akan mengaktivasi NAD(P)H oksidase yang akan meningkatkan

produksi anion superoksida disamping juga dapat mengaktifkan monosit menjadi

macrophage. Proses berlangsung terus yang menimbulkan disfungsi endotel yang

mengarah kepada trombosis (Baraas F., 2006). NAD(P)H oksidase tidak hanya

meningkat oleh karena meningkatnya umur, tetapi terjadi juga pada keadaan

patofisiologis yang menyebabkan penyakit kardiovaskuler seperti

hipercholesterolemia, hipertensi dan diabetes (Csizar et al., 2002). Macrophage

dan lemak terutama low-density lipoprotein (LDL) terakumulasi di daerah injury

di mana LDL akan teroksidasi dan dimakan oleh macrophage dan atau

macrophage sendiri juga teroksidasi sehingga memproduksi foam cell, yang dapat

berkembang menjadi plak aterosklerosis. Berliner et al., 1995 menyebutkan

bahwa proses oksidasi lemak lebih disebabkan oleh lamanya LDL yang

terakumulasi di endotel dibandingkan dengan tingginya kadar LDL dan LDL yang

teroksidasi akan bersifat toksik buat macrophage yang dapat berkontribusi

40

terhadap memburuknya proses inflamasi dan formasi pusat nekrosis pada stadium

yang lanjut.

Disamping itu macrofag foam cell yang terbentuk oleh karena asupan

lemak yang tinggi tidak hanya berasal dari teroksidasnya LDL menjadi oxLDL

tetapi juga dapat berasal dari penyerapan Very Low Density Lipoprotein (VLDL)

dan Agregated LDL (AgLDL) (Persson etal., 2006).

2.4.2 F2-Isoprostane untuk mengukur Stress Oksidasi dan Disfungsi

Endotel

Dalam keadaan normal lemak akan megalami oksidasi menjadi radikal

yaitu lipid peroksida molekul lemak radikal (.L) dan atau peroksida lemak (LOO

.).

Kedua molekul ini bersifat radikal (Best, 2003)

.OH + LH =>

.L + H2O

.L + O2 => LOO

.

LOO. + LH => LOOH +

.L

Fe++

+ LOOH + H+ => Fe

+++ +

.OL + H2O

Proses terjadi di dalam mitochondria dimana kedua molekul radikal tersebut

bersifat sangat reaktif dan dapat menembus hinga ke sitoplasma.

Oksidasi lemak dapat diukur dari metabolit yang dihasilkannya.

Peroksidasi lemak menghasilkan metabolit metabolit teroksidasi seperti keto,

hidroksi, epoksi dan beberapa asam lemak lebih pendek lainnya (Velasco et al.,

2004). Hydroperoksida yang dihasilkan oleh Asam Arachidonat kemudian dapat

dideteksi sebagai F2-isoprostan. Isoprostan adalah produk yang dihasilkan dari

41

jalur cyclooxygenase oleh mekanisme yang di katalisis oleh radikal bebas. Jadi,

metabolit ini dihasilkan sebagai ester phospolipid dari proses penyusunan kembali

stereo dan struktur isomer derivat PGH2 yang diproduksi oleh proses

cyclooxigenase asam arachidonat yang diinduksi oleh radikal bebas (Morrow J.D.

et al. 1990). Secara invitro F2-isoprostan terbentuk dari peroksidasi lemak LDL

oleh Cu2+ atau juga oleh pengoksida larut dalam air lainnya seperti 2,2-azo-bis-2-

amidinopropane (AAPH)(Lynch etal., 1994).

Asam Arachidonat yang termasuk dalam seri (n-6) asam lemak tak jenuh

jamak (PUFA), secara enzymatis melalui siklus Cyclooxygenase (COX) dirubah

menjadi bioaktif Prostaglandin (PGF2α, PGE2, PGl2 dan lain-lain) dan

Thromboxane (TX). Tetapi secara non enzymatik melalui jalur radikal bebas

dapat juga dirubah menjadi isoprostan (8-Iso-prostaglandin F2α (8-iso-PGF2α; F2-

isoprostanes), dan diketahui senyawa ini merupakan biomarker yang reliable

untuk mengukur stress oksidasi baik di eksperimen maupun dalam study klinik

(Nälsén C etal., 2006).

Senyawa ini sudah dibuktikan dapat menjadi indeks yang sangat berarti

untuk melihat peroksidasi lemak secara invivo (Morrow J.D. etal., 1998). Salah

satunya dipakai untuk mengukur munculnya radikal bebas oleh karena oksidasi

Low Density Lippoprotein (oxLDL) di dalam plasma darah (Dhawan etal., 2004),

menggambarkan proses kalsifikasi pada arteri koroner (Gross M. etal., 2005) dan

Lavi dalam artikelnya mengkaitkan antara F2-isoprostan, stress oksidasi dan

kerusakan endotel dimana disebutkan bahwa F2isoprostan menggambarkan

kerusakan endotel yang disebabkan oleh radikal bebas endogen (Lavi S etal.,

42

2008). Sehingga saat ini F2-isoprostan digunakan sebagai marker yang spesifik

dan ajeg dalam menggambarkan stress oksidasi secara invivo (Milne etal., 2005;

Comporti M. et al., 2008).

Robert Arjuna dalam disertasinya pada tahun 2007, menyebutkan bahwa

F2-isoprostan meningkat pada serum tikus yang menderita dislipidaemia menjadi

(28.06 ± 8.26 ng/dl) dibandingkan tikus yang normal (21.99 ± 5.70 ng/dl).

Akan tetapi ada kelemahan dalam menggunakan F2-isoprostan sebagai

marker invivo adalah kecepatan eliminasinya. Haliwell B. dan Lee C.Y.J (2010)

dalam reviewnya menyebutkan bahwa F2isoprostan cepat sekali di metabolisme

dan kemudian diekskresi melalui urin sehingga dapat memberikan hasil yang

berbeda bila dilakukan pada waktu yang berbeda, walaupun sampelnya sama.

2.4.3 Interleukin (IL)-6

IL-6 adalah sitokin 26 kDa yang diproduksi oleh berbagai macam sel

seperti limposit, monosit, fibroblast dan endotel termasuk juga makrofag. Melihat

spektrum fungsinya dalam proses inflamasi sistemik, IL-6 terlibat pada fase akut

dari penyakit kardiovaskular. Diproduksi bersama-sama dengan IL-1β dan TNF-α

sebagai respon inflamasi di endothelium dan mungkin bekerja bersama-sama

dalam menghambat proses vasodilatasi di pembuluh darah (Woods et.al., 2000;

Wikipaedia, 2009; Davidson, 2009). Haddy etal, 2003 yang menganalisa

hubungan IL-6 dengan faktor risiko aeterosklerosis pada studi kohort

menyimpulkan bahwa dalam populasi keluarga yang sehat termasuk anak-anak,

tingkatan IL-6 berkaitan erat dengan faktor risiko aterosklerosis baik itu

43

tradisional maupun non tradisional. Sehingga data ini sangat berguna untuk

mendifinsikan peran sitokin pada mekanisme aterosklerosis pada kondisi

fisiologis. Tuomisto etal., 2006 yang diperkuat oleh Saremi etal., yang

menyatakan bahwa IL-6 adalah salah satu inflamatory marker yang berkaitan erat

dengan kejadian penyakit kardiovaskuler (Saremi A etal., 2009). Hal ini

disebabkan karena tingginya kadar IL-6 dalam serum orang sehat berkaitan erat

dengan disfungsi endotel pembuluh darah (Esteve E. etal., 2007).

Kaitannya dengan metabolisme lemak, IL-6 memiliki hubungan dengan

metabolisme lemak dimana IL-6 ini dapat menekan aktivitas dari Lipoprotein

lipase di jaringan adiposa yang mengerah kepada penekanan terhadap penyerapan

trigliserida (Greenberg etal., 1990). Hal ini akan berakibat dengan meningkatnya

kadar lemak yang kronis dalam darah yang dapat berkontribusi terhadap kejadian

aterosklerosis (Woods etal., 2000). Omoigui (2007) dalam hypotesisnya

menyebutkan bahwa IL-6 memediasi teroksidasinya LDL menjadi OxLDL dan

isoflavon ternyata dapat menekan terbentuknya IL-6. Disamping itu cholesterol

LDL yang terjebak di intima akan mengalami oksidasi menjadi oxLDL dan hal ini

akan meningkatkan ekspresi IL-6 (William and Tabbas, 1998).

Seperti disebutkan oleh Berliner et al., 1995 dan diperkuat oleh Omoigui,

2007, munculnya ROS dan jejas pada endotel ini akan merangsang terjadinya

proses inflamasi, begitu juga sebaliknya. Hal ini dapat dilihat dari banyaknya

molekul inflamasi seperti monosit adan neutrofil yang akan melekat di endotel

dan sekresi sitokin pro inflamasi. Respon yang akut diawali dengan keluarnya

sitokin proimunologik melalui aktivasi faktor transkripsi NFκB (Nuclear Faktor

44

Kappa-B). Aktivasi NFκB dipicu oleh berbagai stimulus, seperti sitokin inflamasi,

ROS, lemak dan kekuatan-kekuatan mekanis yang mengenai sel endotel dinding

pembuluh darah yang kemudian dapat mengaktivasi receptor trans membran

(Donato etal. 2009). Faktor ini kemudian bergerak ke dalam inti sel untuk

berikatan dengan DNA untuk mengekspresi beberapa gen target yang mengkode

sitokin-sitokin, protein fase akut dan sebagainya. Beberapa sitokin yang

diekspresi antara lain TNFα-β, IL1-17, IFN-γ. (Baraas F., 2006, ), dan terutama

yang terekpresi adalah yang dapat menyebabkan disfungsi endotil atau bersifat

proaterogenik yaitu Interleukin-6 (IL-6), Tumor Neckrosis Factor-α (TNF-α),

Monocyte Chemoattractant Protein 1 (MCP-1), receptor untuk Advance Glycation

End Products (RAGE) dan pro-oxidant enzyme NADPH oxidase (Donato etal.

2009). Akan tetapi ekspresi dari sitokin ini yaitu IL-6, TNF-α dan CRP di dinding

pembuluh darah tidak berkaitan dengan konsentrasinya, sehingga konsentrasi

sitokin-sitokin ini saja di dalam darah tidak dapat dipakai untuk mengukur status

inflamasi di pembuluh darah (de Winther etal., 2005).

IL-6 yang terekspresi dalam sel berinti akan mudah terelminasi bersamaan

dengan lepas atau hilangnya sel tersebut di dalam darah (Melani etal., 1993).

Disamping itu produksi IL-6 menurun oleh adanya genestein yang merupakan

bagian dari flavonoid dan juga dari kalangan terpenoid (Omoigui,2007).

2.5. Antioksidan sebagai antiaterogenik

Anti oksidan didefinisikan sebagai semua substrat yang dalam jumlah yang lebih

sedikit dibanding dengan zat yang teroksidasi tapi dapat mencegah proses oksidasi

45

dari zat tersebut (Bachem et al., 1999). Sistim kerja antioksidan sangat kompleks,

tetapi secara garis besar antioksidan dapat dikelompokkan menjadi dua jenis

antioksidan yaitu: pertama, yang bersifat enzymatis, biasanya berasal dari dalam

tubuh (endogen) dan bergerak sebagai lini pertahanan pertama, antara lain:

Superoksid dismutase (SOD), Catalase (CAT), glutathione peroksidase (GPx) dan

lain-lain, dan kedua, yang bersifat radical scavenging antioxdants yang umumnya

berasal dari luar seperti: Vitamin C, B carotene, Vitamin E, flavonoid, polyphenol

dan terpenoid (Bahorun et al., 2006) (gambar 2.6). Kedua jenis antioksidan ini

bekerja bersama di dalam melawan efek dari radikal bebas (What are antioxidant,

2011).

Gambar 2.7 Diagram keterkaitan antara ROS dan antioksidan

Bahorun et al., IJMU, 1 (2), 2006

46

Walaupun dikatakan bahwa antioksidan endogen ini lebih poten daripada

yang eksogen, antioksidan dari luar ini dapat mencegah proses inisiasi dan

menterminasi berkembangnya proses oksidasi (Willcox et al., 2004).

Disebutkan bahwa ROS menyebabkan abnormalnya fungsi endotel dan

antioksidan dapat mencegahnya (Cameron and Cotter, 1999). Selain itu sel

endotel yang mengalami jejas dapat diregenerasi oleh adanya progenitor sel

endotel yang berasal dari sumsum tulang tetapi beredar di pembuluh darah, dan

ROS mengurangi efek keerja dari progenitor ini (Dimmeler and Zeiher, 2004).

2.5.1 Antioksidan Endogen

Tubuh sudah membangun sistem yang menghasilkan antioksidan yang bersifat

endogen untuk melawan Radikal Bebas. Antioksidan tersebut ada yang bersifat

enzymatik seperti SOD yang merubah O2- menjadi H2O2 dan H2O, Catalase yang

merubah H2O2 menjadi H2O dan O2 dan Glutathione Peroksidase yang merubah

H2O2 menjadi H2O. Disamping itu antioksidan yang bersifat non enzymatic antara

lain Glutathione (GSH), Alpha Lipoic Acid (ALA) dan Coenzym Q10 (CoQ10)

(Fouad T, 2010, ).

Antioksidan ini disebut juga antioksidan primer karena sifatnya yang awal

yaitu mencegah munculnya radikal bebas baru dengan memutus rantai berantai

dengan mengubahnya menjadi bentuk yang lebih stabil seperti menjadi air (H2O)

atau hodrogen peroksida (H2O2). (Wikipedia, 2011)

NF-E2-related factor 2 (Nrf2) adalah senyawa yang berkaitan erat dengan

protein p45 NF-E2 yang bilamanan aktif dapat mengekspresi gen antioksidan

47

protein endogen. Aktifnya protein ini adalah suatu bentuk pertahanan sel

(cytoprotection) terhadap induser fase2 termasuk diantaranya stress oksidasi

(Kobayashi and Yamamoto, 2005). Senyawa yang diekspresi oleh Nrf2 antara lain

Glutathione S-transferases (GSTs) dan NAD(P)H quinone oxidoreductase (Itoh K.

etal., 1997). Disamping itu Nrf2 juga mengkode phase 2 detoxifying enzymes

seperti UDP-glucuronyl transferase 1A6, aflatoxin B1 aldehyde reductase, dan

microsomal epoxide hydrolase (Kwak etal., 2001) dan ekspresi gen enzyme

Glutamylcysteine Synthase (γ-GCS) yang mengkontrol sintesis GSH (Wild A.C.

etal., 1999).

2.5.2 Glutathione (GSH)

Glutathione (γ-glutamylcysteinylglycine, GSH) adalah antioksidan sulfhydryl (-

SH), antotoksin dan kofaktor enzym. GSH ada dimana-mana termasuk hewan,

tumbuhan, tanaman dan mikroorganisme, larut dalam air dan berada di dalam

cytosol dari sel atau substrat larut dalam air lainnya. Dan karena jumlahnya yang

cukup besar maka disebutkan sebagai antioksidan dalam sel yang mayor (Kidd P,

1997).

Glutathione eksis di dalam sel dalam bentuk antioksidan tereduksi yang

dikenal dengan istilah GSH, dan dalam bentuk teroksidasi yang dikenal dengan

istilah Glutathione Disulfida (GSSG). Rasio antara GSH/GSSG merupakan

indikator sensitif untuk stress oksidasi. GSH dengan enzym glutathione

peroksidase (GPx) dapat mengkatalisis proses reduksi Hidroperokside lemak

menjadi alkohol dan hidrogen peroksida menjadi air. Pada saat mengkatalisis tadi

ikatan disulfida dari 2 GSH akan berikatan membentuk Glutathione teroksidasi

48

(GSSG) , dan enzym glutathione reduktase dapat mendaur ulang GSSG menjadi

GSH kembali dengan cara mengoksidasi NADPH. Ketika sel terekspos dengan

stress oksidasi maka akan terjadi penumpukan GSSG dan rasio GSH/GSSG akan

menurun (Oxford Biomedical Research, 2008).

Mekanisme kerja dari GSH didalam proses peredaman radikal bebas yaitu

dalam segi kemampuananya mereduksi hidroksil radikal (.OH) yang berasal dari

reaksi Fenton (Best B, 2003).

Fe++

+ H2O2 —> Fe+++

+ .OH + :OH

-

GSH + .OH —>

.GS + H2O

dan glutathione yang teroksidasi bersifat radikal akan saling menetralisir

.GS +

.GS —> GSSG

atau dapat juga dikatakan dengan rumus yang berbeda, yaitu

2 GSH + ROOH => GSSG + ROH + H2O

Disamping itu enzym Glutathione peroxidase menetralisir Hidrogen

Peroksida (H2O2) dengan cara mengambil hydrogen untuk membentuk 2 H2O dan

satu GSSG, sedangkan enzyme glutathione reduktase akan menjadikan GSSG,

dengan menggunakan enzyme NADPH sebagai sumber hydrogen, menjadi GSH

kembali

2 GSH + H2O2 => GSSG + 2 H2O

Dengan kata lain glutathione di sini mencegah hidroksil radikal yang dapat

merubah molekul lemak menjadi lemak radikal (.L) atau peroksida lemak (LOO

.)

melalui dua sisi yaitu mencegah terbentuknya hydroksil radikal (.OH) bereaksi

49

dengan molekul lemak atau mencegah terbentuknya hidroksil radikal dengan

merubah Hidrogen Peroksida (H2O2) menjadi molekul air.

Meningkatnya peroksidasi lemak dalam dinding pembuluh darah yang

mengalami aterosklerosis akan menurunkan kadar GSH peroksidase dan kadar

protector eicosanoid prostacyclin (PGI-2) mengakibatkan balans prostaglandin

menjadi lebih bersifat proinflamasi. Untuk itu diperlukan enzym GSH-S

transferase yang bekerja di sel endotel untuk meningkatkan produksi dari

protektor eicosanoid (Kidd P, 1997).

Flavonoid khususnya jenis quercetin dari ekstrak bawang bombay (onion),

kaemferol dan apigenin meningkatkan konsentrasi glutathione (GSH) melalui

aktivasi ekspresi dari γ-glutamylcysteine synthetase (GCS) heavy subunit (GCSh)

promoter (Myhrstad M.C.W. etal., 2002).

2.6 Makanan sebagai Faktor Risiko mempengaruhi Proses Penuaan

Pembuluh Darah

Gaya hidup yang meliputi makanan, alkohol, merokok dan aktivitas fisik

merupakan faktor risiko klasik terhadap penyakit pembuluh darah termasuk di

dalamnya penuaan pembuluh darah tersebut. Gaya hidup seperti diatas dianggap

dapat mempercepat ataupun mengurangi percepatan proses penuaan tersebut.

2.6.1 Makanan yang meningkatkan Risiko Menderita Penyakit Pembuluh

Darah

Li H. dan kawan-kawan (1993) menunjukkan adanya aktivasi fokal di

endotelium aorta asenden kelinci, setidaknya 1 minggu setelah pemberian diet

aterogenik yang mengandung 0,3% cholesterol, 9 % minyak kelapa yang

50

dihidrogenasi dan 1% minyak jagung dibandingkan dengan kelinci yang

mendapatkan diet 10 % minyak jagung. Bentuk fokal aktivasi yang ditunjukkan

adalah terekspresinya VCAM-1 (Vascular Cell adhesion Molecule-1) dan setelah

3 minggu di daerah fokal muncul lesi yang mengandung macrophages bearing

class II major histocomtability antigen (MHC-II) (Li H. et al., 1993). Temuan ini

ditunjang oleh Henderson dan kawan-kawan (2004) yang melakukan percobaan

pada babi, menyatakan bahwa di fase awal dari penyakit kardiovaskuler,

pemberian diet tinggi lemak dan tinggi kolesterol memberikan efek sedang

terhadap dilatasi yang dependen terhadap endotel di arteriol koroner dan efek ini

dapat dicegah bahkan dipulihkan dengan olah raga (Henderson et al., 2004). Hal

senada juga diungkapkan oleh Soinio dan kawan-kawan (2003) yang melakukan

pengamatan pada kelompok penderita Diabetes tipe 2 laki-laki dan perempuan

menyatakan bahwa pada kelompok laki-laki yang memperoleh diet lemak dengan

rasio polyunsaturated/saturated fat (P/S) tertinggi (>0,28 atau >28%) memiliki

risiko penyakit koroner terendah dibandingkan dengan yang rasio P/Snya rendah

(rasio 5 % dan 14.2 %). Dari sini Soinio menyimpulkan bahwa rendahnya rasio

P/S dapat memprediksi kemungkinan menderita penyakit jantung koroner pada

penderita Diabetes tipe 2 independen dari faktor risiko penyakit koroner

konvensional lainnya (Soinio et al., 2003). Selanjutnya Lopez-Garcia dan kawan-

kawan menyebutkan bahwa tingginya asupan trans-fatty acid secara positif

berkorelasi dengan C-reactive protein (CRP, P<0.009), soluble Tumor Necrosis

Factor Receptor-2 (sTNFR-2, P,0.002), E-selectin (P<0.003), soluble Cells

Adhesion Molecules sICAM (P,0.007), dan sVCAM (P,0.001) yang memberikan

51

efek merusak endotel dan merupakan faktor risiko dari penyakit kardiovaskuler

(Lopez-Garcia et al., 2005)

Katan dan kawan-kawan (1994) pada laporannya menyatakan bahwa

mengkonsumsi lemak jenuh akan meningkatkan kolesterol total dan LDL,

walaupun secara individu asam lemak memberikan efek yang berbeda-beda. Dari

semua jenis asam lemak jenuh, asam miristat, palmitat yang ada pada lemak

hewan dan asam laurat yang ada kelapa memberikan efek terbesar, karena asam

lemak ini yang menyebabkan LDL susah untuk dihilangkan dari sirkulasi (Hu

etal., 1999; Denke, 2006). LDL yang lama beredar dalam darah akan teroksidasi

yang nantinya akan dimakan oleh macrophage untuk menimbulkan foam cell di

tunika intima (Bahorun et al., 2006)

2.6.2 Diet yang mengandung Antioksidan dapat Mencegah Aterosklerosis

Seperti disebutkan di atas bahwa antioksidan dibedakan atas dua yaitu antioksidan

endogen yang bersifat primer dan antioksidan eksogen atau eksternal yang

umumnya berasal dari luar terutama dari makanan. Yang termasuk dalam

antitoksidan eksogen ini antara lain vitamin A, E dan C, β-carotene, flavonoid dan

polyphenol dan terpenoid. Antioksidan ini biasanya berfungsi sebagai radical

scavenging antioxdants, oleh karena umumnya berasal dari luar seperti: Vitamin

C, B carotene, Vitamin E, flavonoid, polyphenol dan terpenoid (Bahorun et al.,

2006).

Disebutkan bahwa antioksidan dari luar ini dapat mencegah proses inisiasi

dan menterminasi berkembangnya proses oksidasi (Willcox et al., 2004).

52

Disamping bersifat sebagai scavenging antioxdants, flavonoid dan polypenol juga

dapat meningkatkan produksi Glutathion melalui pengaruhnya terhadap ekspresi

substrat yang diperlukan untuk sintesa glutation seperti CT cystine antiporter,

gamma-glutamylcysteine synthetase and glutathione synthase (Bahia et al., 2008),

bahkan Myhrstad et al., menyebutkan bahwa ekstrak bawang onion dan quercetin,

dapat meningkatkan konsentrasi intraseluler glutathione sampai kira-kira 50 %nya

lagi (Myhrstad et al. 2002). Vitamin E dan C terbukti telah dapat mengurangi

berkembangnya aterosklerosis. Kedua vitamin ini diketahui dapat menggagalkan

efek stimulasi Angiotensin II pada aktivitas JNK dan p38 dari Vascular Smooth

Muscle Cell (VSMC) (Kyaw et al., 2001), dan hal ini mendukung temuan dalam

penelitian yang dilakukan oleh Cambridge Heart Antioxidant Study (CHAOS)

yang dilaporkan oleh Stephens dan kawan-kawan mengatakan bahwa vitamin E

dapat menurunkan insiden Penyakit Kardiovasculer (Stephens et al., 1996).

Flavonoid oleh karena sifatnya sebagai antioksidan disebutkan dapat

mengurangi risiko menderita penyakit pembuluh darah. Antioksidan ini semakin

diperlukan dengan meningkatnya stress oksidasi oleh karena penuaan, karena

stress oksidasi bilamana dibiarkan akan merusak lapisan endotel yang berakibat

pada penyakit pembuluh darah (Achmad, 1990). Youdim dan kawan-kawan

membuat penelitian dengan komposisi polyphenol yang ada pada tanaman buah

beri dan melihat efek putatif antioksidan dan efek antiinflamasinya yang dapat

mencegah rusaknya lapisan endotel. Dari sini kelompok ini kemudian

menyimpulkan bahwa senyawa polyphenol yang ada pada buah cranberry dan

blueberry yaitu senyawa anthocyanins dan hydroxycinnamic acid dapat dideteksi

53

sampai di lapisan endotel dan dapat menurunkan kerentanan sel endotel baik di

membran maupun sampai ke sitosol. Selanjutnya senyawa polypehnol ini juga

dapat meregulasi rangsangan TNF-alpha yang diinduksi oleh mediator inflamasi

seperti IL-8, MCP-1 dan ICAM-1, sehingga senyawa ini dapat dikatakan

memberikan efek proteksi terhadap kerusakan sel endotel (Youdim et al., 2001).

Quercetin dan senyawa phenol yang ada pada jahe seperti gingerol dan shogaol

dapat mencegah penumpukan dan oksidasi LDL (Fuhrman et al., 2000, Narayana

et al., 2001). Disamping itu, zat yang ada dalam bawang putih seperti kaemferol

glicosida, merupakan scavenger yang kuat terhadap terbentuknya hydroxyl

radical dan dapat mencegah oksidasi dari LDL (Fuhrman dan Aviram, 2002).

Pendapat di atas sedikit ditentang oleh Sesso dan kawan-kawan (2003)

yang menyebutkan bahwa tidak ada hubungan linier antara asupan flavonoid

terhadap kejadian penyakit jantung koroner (Sesso et al., 2003), tetapi Xu dan

kawan-kawan (2007) menegaskan bahwa flavonoid, walaupun kemampuannnya

berbeda-beda sesuai dengan jenisnya, mempunyai efek relaksasi pembuluh darah

yang tentu sangat berguna untuk mencegah proses aterosklerosis (Xu et al. 2007)

Nevin dan Rajamohan (2003) yang melakukan penelitian tentang Virgin

Coconut Oil (VCO) menyatakan bahwa VCO menunjukkan sifat antitrombotiknya

secara signifikan di mana antioksidannya lebih tinggi, sehingga LDL lebih

resisten terhadap oksidasi dibandingkan dengan minyak bunga matahari, sehingga

disebutkan bahwa VCO dapat mencegah oksidasi dari LDL oleh oksidan, dan hal

ini oleh karena sifat VCO yang mengandung unsaponifiable component seperti

Vitamin E., provitamin A., polyphenols dan phytosterol (Nevin and Rajamohan,

54

2004). Selain itu Seneviratne et al. (2008) menyebutkan bahwa minyak kelapa

yang diolah dengan pemanasan memiliki sifat lebih stabil dibandingkan dengan

minyak kelapa yang diolah secara fermentasi

2.7. Babi Guling

Babi guling adalah salah satu makanan yang biasanya dipergunakan untuk

pelengkap kebutuhan upacara. Pada masa lalu, makanan ini biasanya dikonsumsi

oleh masyarakat Bali hanya pada waktu upacara. Tetapi makanan ini sekarang

sudah banyak diperjualbelikan di warung-warung makan, sehingga mudah untuk

dikonsumsi. Makanan ini unik karena kandungan bahan yang digunakan, disatu

sisi kandungan makanan ini, daging dan lemak, kaya akan lemak jenuh yang

bersifat aterogenik tapi disisi lain makanan ini kaya juga akan serat dan flavonoid

yang berasal dari bumbu dan tambahan lagi makanan ini juga banyak

menggunakan minyak kelapa yang belakangan ini menjadi ajang kontroversi

(Indraguna, 2009).

2.7.1 Babi Guling dalam Perpesktif Budaya

Babi guling di Bali, pada awalnya dan sampai sekarang, dikenal sebagai makanan

yang dipersembahkan pada saat upacara. Di desa adat Timbrah, bagian dari desa

Tenganan Pegringsingan dan merupakan salah satu desa adat tradisional di Bali

timur, menggunakannya sebagai salah satu kelengkapan upacara yang sampai saat

ini masih dipertahankan (Bajra, 2009). Cole (1983) dalam disertasinya tentang

prilaku makan orang bali menyebutkan bahwa babi guling merupakan salah satu

makanan upacara disamping sate, urutan, oretan, lawar, ares, tum dan sebagainya.

55

Saat ini babi guling dapat diperoleh di mana-mana. Dari restoran sampai dengan

warung lesehan kecil di seluruh kabupaten di Bali, dapat diperoleh babi guling. Di

desa Sukawati Gianyar, Babi Guling diperjual belikan dalam warung-warung

makan lesehan. Babi guling dapat dikatakan sebagai salah satu menu favorit tidak

saja di kalangan orang Bali tetapi juga mancanegara.

Bahan utama dari makanan ini adalah anak babi yang memang dipelihara

untuk itu. Untuk kebutuhan upacara, babi yang dipakai biasanya anak babi lokal

yang masih berumur muda dengan berat sekitar 8-15 kg.. Untuk kebutuhan

komersial, babi yang digunakan lebih besar yaitu beratnya mencapai 60 kg.,

bahkan dapat mencapai 80 kg. dan jenis babinyapun bukan lagi babi lokal tetapi

babi jenis Landrace atau kawin silang antara babi lokal dengan Landrace. Babi

Landrace adalah jenis babi yang awalnya dikembangkan di Denmark kemudian

diimport dan dikembangkan di Australia (Taylor et al., 2005). Babi jenis ini

sekarang sudah mulai diternakkan secara luas di Bali (Saka, 2003). Peternak babi

di Bali lebih memilih jenis babi Landrace ini karena, babi ini lebih mudah

dipelihara dibandingkan dengan babi lokal, babinya cepat besar dan dagingnya

lebih banyak sehingga lebih cepat dapat dijual dibandingkan dengan babi lokal.

Saka (1996 dan 2003) dalam laporannya menyebutkan bahwa babi Landrace ini

lebih unggul dalam memproduksikan daging karkas dibandingkan dengan babi

Saddleback maupun kawin silang antara babi bali dan babi Saddleback. Dipihak

lain pedagang babi guling khususnya yang membuat untuk tujuan komersial, juga

lebih memilih babi jenis ini karena dagingnya lebih banyak dibandingkan yang

lokal (Gung De Agung, 2009).

56

2.7.2 Pembuatan dan Penyajian Babi Guling

Babi yang akan diolah, dibunuh dengan memotong nadi di daerah leher

supaya keluar darahnya, kemudian bulu dan kulit dibersihkan dengan cara dikuliti,

dan kemudian bagian dalamnya: isi perut dan semua organ viscera dikeluarkan.

Setelah semua bersih, anus babi ditusuk dengan kayu bulat panjang melewati

perut sampai keluar dari mulut, baru kemudian rongga perut dan dada diisi dengan

bumbu. Setelah itu, perut babi dijahit kemudian kulit babi kemudian diolesi

dengan larutan dari remasan kunyit yang dicampur dengan gula merah untuk

kemudian dipanggang di atas bara api sampai dianggap matang dengan warna

kulit yang kecoklatan (gambar 2.8).

Bumbu babi guling tidak jauh berbeda dengan bumbu yang dipakai dalam

masakan tradisional Bali lainnya. Di dalam konsep bumbu Bali, bumbu

diharuskan untuk memenuhi 5 (lima) kriteria rasa yaitu rasa pahit, rasa manis, rasa

asam, rasa pedas dan rasa asin. Untuk itu komponen dalam bumbu babi guling

dibedakan menjadi tiga bagian yaitu bumbu dasar (base genep), bumbu wangén

dan bumbu penyedap (base penyangluh) (Sudharsana, 2001). Bumbu dasar terdiri

dari Lengkuas (Langua galanga), jahe (ginger atau Zingiber officinale), kencur

(Kaempferia galanga), bawang merah (Shallot, Allium Cepa), bawang putih

(garlic atau Allium Sativum), kunyit (turmeric/Alpina galanga), lombok/cabé

besar (Capsicum annum), cabe rawit (bird chilli atau Capsicum frutescens),

kemiri (candle nut atau Aleurites moluccana), merica hitam (black pepper atau

Piper nigrum), ketumbar (coriander atau Coriandrum sativum) . Bumbu wangèn

yang terdiri dari pala (Myristica sp.), tabya bun (Piper retrofactum), begarum,

57

cengluh dan mesui (Cinammomum), dan bumbu penyangluh yang terdiri dari

terasi (Shrimp paste), garam, daun salah ada atau tomat, daun salam (Eugenia

Polyantha), jeruk limau dan minyak kelapa (Coconut oil). Semua bumbu

dicincang halus kecuali garam, terasi, daun salam dan minyak kelapa. Pewangèn

yang digunakan biasanya sudah dalam bentuk bubuk (Eiseman Jr., 1998;

Sudharsana, 2001).

Semua bumbu yang telah dicincang dicampur dengan bahan yang lain

kemudian diaduk bersama minyak kelapa yang diolah secara tradisional. Baru

kemudian semua bumbu dimasukkan ke dalam perut-dada babi yang sudah

dibersihkan.

Sebagai sayur, di beberapa daerah digunakan daun ubi kayu atau daun

kayu-manis atau daun-daunan lainnya yang berwarna hijau yang biasa dipakai

sayur, yang dicampur dengan bumbu yang kemudian dimasukkan kedalam perut

Gambar 2.8. Babi Guling Utuh

Sumber endrone.blogspot, 2009

58

babi. Di beberapa daerah, ada yang memasukkan batu hitam ke dalam perut babi

bersama-sama dengan bumbu dengan tujuan supaya daging babi matangnya

sempurna. Setelah dijahit, sebelum dipanggang kulit babi diolesi dulu dengan

minyak dan kunyit supaya kulit berwarna kecoklatan dan renyah.

Dalam penyajiannya, daging babi guling disajikan bersama dengan lemak,

kulit, sosis babai (urutan) dan gorengan organ dalam tubuh yang kemudian

dituangi bumbu diatasnya. Kemudian babi guling dikonsumsi bersama-sama

dengan nasi, lawar babi dan atau sayur nangka muda (gambar 2.9).

2.7.3 Kandungan Nutrient dan antioksidan dalam Babi Guling

Secara teoritis, daging babi mentah yang berlemak, per 100 gramnya,

mengandung 11,9 gram protein, 45 gram lemak dan 0 gram karbohidrat dan

jumlah energinya adalah 453 Kcal. Daging babi yang kurus, per 100 gramnya

Sumber endrone.blogspot, 2009

Gambar 2.9: Penyajian Babi Guling

59

mengandung 14,1 gram protein dan 35,0 gram lemak (Oey Kam Nio, 1992).

Dalam penelitian tentang inventarisasi makanan tradisional yang dilakukan oleh

Universitas Udayana Bali, disebutkan bahwa, per 100 gram daging babi guling

mengandung energi 375,76 Kkal, karbohidrat 5,96 gram, protein 8,15 gram dan

lemak 35,48 gram (Suter et al., 1999).

Tabel 2.3.

Kandungan dan Aktivitas Antioksidan dalam Bumbu Bali Guling (Secara teoritis)

FLAVONOID PHENOL TERPEN ANTIOKSIDAN

mg GAE/100 gr mVCE/100gr

Lengkuas v 216,3* 98,61 ± 2,13*

Kunyit v 1340,7* v 1126,12 ± 94,26*

Jahe v 99,7* 62.24 ± 0.19*

Kencur

Bawang merah 51,9* 88,9* v 11.93 ± 2.36*

Bawang putih 63,51* 8.77 ± 1.93*

Cabe rawit 21,91* 129,88* 130,36 ± 2,76*

Kemiri

Ketumbar

Merica hitam 447,23*

Pala

Tabia Bun

Begarum

Cengluh

Mesui (Cinamon)

Terasi

Garam

Daun Salah Ada

Daun Salam

Jeruk limau 3,8*

Monosodium

Minyak kelapa

* Sumber: Tangkanakul etal., 2009

60

Lemak jenuh yang berasal dari babi umumnya bersifat rantai panjang

seperti palmitat (C16:0) dan stearat (C18:0) (Anne, 2008, Wikipedia, 2008, Ard

Jamy D., 2006). Seperti diketahui sebelumnya bahwa lemak jenuh rantai panjang

bersifat aterogenik, maka lemak ini dapat dikatakan sebagai makanan yang

bersifat proaging (Kromhout et al. 1995).

Beberapa bagian dari bumbu babi guling, secara individual sudah

diketahui kandungan antioksidannya, baik itu flavonoid, terpene, phenol, vitamin

A, C maupun E. Tetapi banyak juga yang belum diketahui apakah mengandung

antioksidan atau tidak. Bumbu yang sudah diketahui kandungan antioksidannya

antara lain bawang merah, lengkuas, jahe, kunyit, merica hitam, kemiri, dan jeruk

limau. Tabel 2.3 menunjukkan komposisi dari bumbu yang diambil dari

pengamatan ke beberapa produsen babi guling di Denpasar dan kandungan secara

teoritis dari masing-masing bahan yang diambil dari Tangkanakul et al., 2009.

Berdasarkan tabel 2.3, dapat dilihat bahwa komponen bumbu dalam

bumbu babi guling sangat banyak dan hampir semua bumbu seperti bawang

merah, lengkuas, bawang putih, cabe rawit dan lainnya, yang bila dilihat

kandungan antioksidan yang disumbangkan oleh masing-masing bumbu tersebut

cukup tinggi (Tzung-Hsun Tsai etal., 2005).

Berdasarkan data dari USDA Database for the Flavonoid Content of

selected Food (2003) maka disebutkan bahwa bawang merah (Allium Cepa)

mengandung quercetin, kaemferol, isorhamnetin dan cyanidin); lombok rawit

kecil mengandung quercetin, luteolin dan vitamin C; air jeruk limau selain

61

mengandung asam juga mengandung eriodyctol, naringerin dan hesperitin,

flavonols: quercetin, dan flavones: luteolin. Sedangkan kunyit mengandung

hesperitin, naringerin, eriodyctole dan quercetin. (Nutrient Data Laboratory et al.,

2003). Murtihapsari dalam percobaannya menyebutkan bahwa senyawa aktif

flavonoid tertinggi pada bawang merah adalah senyawa quercetin (Murtihapsari,

2010). Quercetin merupakan antioksidan yang kuat karena kemampuannya

bertindak sebagai scavenger terhadap radikal bebas dan ion metal. Sehingga ia

dapat menghambat peroksidasi lemak (Sakanashi etal., 2008).

Fuhrman (2002) dan Linda Lazarides (2008) dalam tulisannya menyatakan

bahwa jahe mengandung monoterpenes, sesquiterpenes, gingerol, shogaol. Verma

etal., 2004, menyebutkan bahwa jahe dapat juga mencegah peroksida lemak

disamping kemampuannya sebagai antiinflamasi (Verma etal., 2004). Benkeblia

(2005) dan Bozin et al. (2008) mengatakan kalau bawang putih dan kemiri

mengandung kaemferol, glycoside dan alysin, sedangkan Prasad etal.,

menyatakan bahwa senyawa alysin adalah suatu antioksidan yang mengikat

hydrogen peroksida (.OH) menjadi tidak aktif (Prasad etal., 1995). Gorenstein dan

kawan-kawan dalam penelitiannya tentang bawang putih bahkan menyebutkan

bahwa pemberian tambahan bawang putih pada tikus yang mendapatkan makanan

kaya lemak dan kolesterol, dapat menekan pembentukan plasma lipid dan

meningkatkan konsentrasi anti oksidan dalam darahnya (Gorinstein et al., 2006).

Dalam Herb and Suplement Enzyclopedia (2008) dan juga Tangkanakul

(2009) menyebutkan bahwa lengkuas mengandung galangin, gingerol,

diarylheptanoid., sedangkan Mahae N dan Chaiseri yang meneliti aktivitas

62

antioksidan secara invitro membuktikan bahwa lengkuas (Alpina Galanga) selain

mengandung ketiga unsur di atas juga mengandung methyl eugenol, chavicol,

eugenol, myricetin. Dan yang merupakan mayor antioksidan disebutkan sebagai

ekstrak 1´-acetoxycavichol acetate dan catechin (Mahae and Chaiseri, 2009).

Disamping itu Aisyah Tri Septiana dan kawan-kawan (2006) menyebutkan

bahwa kandungan poli fenol pada ekstrak kunyit adalah 216,57 ppm, dan jahe

adalah 127,97 ppm. Kandungan curcuminnya untuk kunyit adalah 55,93 ppm dan

jahe adalah 4,6 ppm. Aktivitas antioksidan pada kunyit dan jahe ternyata lebih

tinggi dibandingkan dengan tocopherol. Hanumanthappa Manjunatha dan

Krishnapura Srinivasan (2008) bahkan menyebutkan bahwa kunyit dan Lombok

merah tidak hanya mengandung antioksidan tetapi juga dapat menurunkan

kolesterol darah khususnya kolesterol LDL. Tangkanakul et al., 2009, dalam

laporannya telah menghitung secara kuantitatif kandungan polyphenol dan

antioksidan yang ada pada bumbu yang dipakai masakan Thailand dan ternyata

beberapa bumbu memiliki persamaan dengan bumbu yang dipakai di Bali.

Ekstrak bawang merah dan bawang putih ternyata mampu secara

siginifikan menghambat peroksidasi lemak (Leelarungrayub et al., 2006, Yin, Shu

dan Chang, 2006), bahkan Yin, Shu dan Chang secara lebih eksplisit

menyebutkan tempat penghambatan peroksidasi lemak tersebut yaitu di

multilamellar phosphatidylcholine liposomes dan human RBC membranes.

Minyak kelapa yang diolah dengan pemanasan secara tradisional besar

kemungkinan bersifat lebih stabil dibandingkan dengan minyak kelapa yang

63

diolah secara fermentasi (Virgin Coconut Oils) (Seneviratne, 2008). Beberapa

bumbu yang lain belum diketahui kandungan antioksidannya.

Dari hasil penelitian pendahuluan yang dilakukan oleh Indraguna (2009)

diperoleh kandungan zat aktif dari bumbu adalah senyawa mengandung terpenoid,

polifenol dan flavonoid. Aktivitas antioksidan secara invitro diperoleh dapat

dilihat pada tabel 2.4.

Tabel 2.4.

Aktivitas Antioksidan pada Bumbu Babi Guling Mentah dan Matang

pada Konsentrasi yang Berbeda

KONSENTRASI BUMBU MENTAH BUMBU MATANG

5 menit (%) 60 menit (%) 5 menit (%) 60 menit (%)

8000 ppm 109,01 116,18 131,09 251,93

1000 ppm 50,50 66,34 62,04 55,63

100 ppm 27,66 34,13 32,38 43,13

Dari tabel di atas dapat disimpulkan bahwa kemampuan bumbu sebagai

anti radikal bebas pada konsentrasi 8000 ppm mencapai di atas 100%, bahkan

dalam bumbu matang kemampuan meredam radikal bebas mencapai 250% pada

menit ke enampuluh. Pada konsentrasi 1000 ppm, kemampuan meredamnya

masih mencapai 50% ke atas, dan kemampuan bumbu matang sebagai anti radikal

bebas lebih tinggi dibandingkan dengan bumbu yang mentah (Indraguna, 2009).