ix

ABSTRAK

PEMBERIAN EKSTRAK BUAH DELIMA MERAH (Punicagranatum) ORALMENURUNKAN KADAR F2-ISOPROSTANPADAURIN TIKUS (Rattus norvegicus) WISTAR JANTAN YANG DIINDUKSI AKTIVITAS

FISIK BERLEBIH

Aktivitas fisik berlebih akan meningkatkan komsumsi oksigen yang dapat mengakibatkan naiknya kadar Reactive Oxygen Species (ROS) sehingga menyebabkan Stres Oksidatif yang ditandai dengan meningkatnya F2-Isoprostan sebagai salah satu produk peroksidasi lipid. Buah delima (Punica granatum) mengandung polifenol yang dapat menghambat dan memutuskan rantai reaksi radikal bebas dan mencegah reaksi peroksidasi lipid. Tujuan dari penelitian ini adalah membuktikan bahwa pemberian ekstrak buah delima (Punica granatum) oral dapat menghambat kenaikan kadar F2-isoprostan pada urintikus putih (Rattus norvegicus) galur wistar jantan yang diinduksi pelatihan fisik berlebih.

Penelitian ini adalah penelitian eksperimental murni dengan menggunakan pretest-posttest control group design. Subjek penelitian adalah 14 ekor Tikus putih (Rattus norvegicus), jantan, galur wistar, berumur 2-3 bulan, dengan berat badan 200-220 gram yang terbagi menjadi 2 (dua) kelompok masing-masing berjumlah 7 ekor tikus, satu kelompok sebagai kelompok kontrol (P0) yaitu kelompok yang diberikan plasebo dengan pelatihan fisik berlebih, dan kelompok perlakuan (P1) yang diberikan ekstrak buah delima merah (Punica granatum) 314mg/hari dengan pelatihan fisik berlebih. Sebelum dan setelah 7 hari perlakuan, sampel urin ditampung dan diperiksa kadar F2-Isoprostan menggunakan 8-isoPGF2α enzyme immunoassay kit (EIA)dari assay designuntuk data pretest dan post-test. Data kemudian dianalisis menggunakan program Statistical Package for the Social Sciences (SPSS®) 17.0.

Hasil penelitian menunjukkan rerata kadar F2-Isoprostan pada kelompok kontrol (P0) sebelum perlakuan (pretest) adalah 4,82 ± 0,43 ng/mL, sedangkan pada kelompok perlakuan (P1) adalah 4,56 ±0,57 ng/mL (p>0,05). Namun setelah perlakuan selama 7 hari (post-test), rerata kadar F2-Isoprostan pada kelompok kontrol (P0) adalah 4,73 ± 0,44 ng/mL dan pada kelompok perlakuan (P1) adalah 3,21 ± 0,34 ng/mL (p<0,01).

Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan,dapat disimpulkan hal sebagai berikut: Pemberian ekstrak buah delima (Punica granatum) dapat menurunkan kadar F2-isoprostan pada urin tikus putih galur wistar jantan yang di induksi latihan fisik berlebih. Hasil dari penelitian ini diharapkan dapat digunakan sebagai dasar penelitin lebih lanjut untuk mengetahui efektifitas dan dosis optimal ekstrak buah delima merah sebagai antioksidan. Kata Kunci: buah delima, F2-Isoprostan, pelatihan fisik berlebih, tikus wistar.

x

ABSTRACT

ADMINISTRATION OF POMEGRANATE (Punicagranatum) FRUIT EXTRACT DECREASED F2-ISOPROSTAN LEVELS IN MALE WISTAR RATS (Rattus norvegicus) URINE INDUCED BY EXCESSIVE PHYSICAL

ACTIVITY

Excessive physical activity will increase the consumption of oxygen which can result in increased levels of Reactive Oxygen Species (ROS), causing oxidative stress characterized by the elevation of F2-isoprostane as a products of lipid peroxidation. Pomegranate (Punica granatum) contains polyfenol that are able to inhibit and break the chain reaction of free radicals and prevent lipid peroxidation. The purpose of this study was to prove that the extract of pomegranate (Punica granatum) can inhibit the elevation of F2-isoprostane levels in male wistar rats (Rattus norvegicus) urin induced by excessive physical training.

This study was a true experimental research using a pretest-posttest control group design. The subjects were 14 male wistar rats (Rattus norvegicus), aged 2-3 months, weights 200-220 grams and were divided into 2 (two) groups. One group as a controlgroup (P0) that were given a placebo with excessive physical overtraining, and the treatment group (P1) which were administered the extract of pomegranate (Punica granatum) of 314mg/day with excessivephysical overtraining. Before and after 7 days of treatment, the urine sample was collected and examined levels of F2-isoprostane 8-isoPGF2α was done using enzyme immunoassay kit (EIA) of the assay design for pretest and post-testdata respectively. Data were analyzed using the program Statistical Package for the Social Sciences (SPSS®) 17.0.

The results showed that the average levels of F2-isoprostane in the control group (P0) before treatment (pretest) was 4.82 ± 0.43 ng / mL, while the treatment group (P1) was 4.56 ± 0.57 ng / mL (p> 0.05). On the other hand, after treatment for 7 days (post-test), the mean levels of F2-isoprostane in the control group (P0) was 4.73 ± 0.44 ng / mL and the treatment group (P1) was 3.21 ± 0.34 ng / mL (p<0.01).

Based on these result, it can be concluded that the extract of pomegranate (Punica granatum) decreased F2-isoprostane levels in male wistar rats (Rattus norvegicus) urin induced by excessive physical training.The result of this study could be applied as a basis for further research in pursuit of the pomegranate extract effectiveness and optimal dose as antioxidant.

Keywords: pomegranate, F2-isoprostane, excessive physical training, Wistar rats.

xi

DAFTAR ISI

halaman

SAMPUL DALAM .................................................................................... i

LEMBAR PRASYARAT GELAR MAGISTER . ...................................... ii

LEMBAR PERSETUJUAN PEMBIMBING ............................................ iii

LEMBAR PENETAPAN PANITIA PENGUJI ......................................... iv

LEMBAR PERNYATAAN BEBAS PLAGIAT ....................................... v

LEMBAR UCAPAN TERIMA KASIH ....................................................... vi

ABSTRAK .................................................................................................... ix

ABSTRACT .................................................................................................. x

DAFTAR ISI ................................................................................................. xi

DAFTAR GAMBAR .................................................................................... xvi

DAFTAR TABEL ......................................................................................... xvii

DAFTAR SINGKATAN ...................................................................... ...... xviii

DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................. xx

BAB I PENDAHULUAN............................................................................ 1

1.1 Latar Belakang .......................................................................... ......... 1

1.2 Rumusan Masalah ..................................................................... ......... 5

1.3 Tujuan Penelitian ....................................................................... 5

1.4 Manfaat Penelitian .................................................................... ......... 5

1.4.1 Manfaat Ilmiah .................................................................. ......... 5

1.4.2 Manfaat Klinik .................................................................. ......... 6

BAB II KAJIAN PUSTAKA .......................................................................7

2.1 Penuaaan (Aging) ...................................................................... ......... 7

xii

2.1.1 Mekanisme Terjadinya Penuaan ....................................... 8

2.1.2 Gejala Klinis Penuaan ...................................................... .......... 11

2.2 Radikal Bebas ..................................................................................... 13

2.2.1 Klasifikasi Radikal Bebas ................................................. ......... 13

2.2.2 Sumber Radikal Bebas ...................................................... ......... 14

2.2.3 Pembentukan Radikal Bebas ............................................. ......... 14

2.2.4 Reactive Oxygen Species (ROS) ......................................... 16

2.2.4.1 Dampak Negatif Reactive Oxygen Species ............17

2.2.4.2 Dampak Positif Reactive Oxygen Species ............ ................ 18

2.2.5 Stres Oksidatif ................................................................... ......... 19

2.3 Aktivitas Fisik ...........................................................................20

2.3.1 Definisi .............................................................................. ......... 20

2.3.2 Aktivitas Fisik Berlebih .................................................... ......... 21

2.3.3 Aktivitas Fisik Berlebih Dengan Stres Oksidatif .............. ......... 23

2.4 F2-Isoprostan .............................................................................. 23

2.4.1 Mekanisme Pembentukan F2-Isoprostan .......................... ......... 24

2.4.2 Absorbsi,Distribusi,Metabolisme,dan Ekskresi ................................

F2-Isoprostan ...................................,,,,.................................25

2.4.3 F2-Isoprostan Sebagai Biomarker Peroksidasi Lipid ........ 26

2.4.4 F2-Isoprostan dan aktivitas fisik berlebih .......................... 27 ...

2.5 Antioksidan ............................................................................... 28

2.5.1 Polifenol ............................................................................. ......... 29

2.5.2 Antosianin .......................................................................... ......... 32

2.5.3 Struktur Kimia ................................................................... .......... 32

xiii

2.5.4 Efek Fisiologis ................................................................... ......... 33

2.6 Delima ........................................................................................ ......... 33

2.7 Tikus Wistar ............................................................................... ......... 39

2.7.1 Klasifikasi Tikus Wistar ................................................... .......... 39

2.7.2 Pemantauan Keselamatan Tikus ....................................... ......... 41

BAB IIIKERANGKA BERPIKIR, KONSEP DAN HIPOTESIS............... 42

3.1 Kerangka Berpikir ...................................................................... .......... 42

3.2 Konsep ....................................................................................... ......... 43

3.3 Hipotesis Penelitian ................................................................... .......... 44

BAB IV METODE PENELITIAN............................................................... 45

4.1 Rancangan Penelitian .................................................................. ......... 45

4.2 Tempat dan Waktu Penelitian ..................................................... ......... 46

4.2.1 Lokasi Penelitian ............................................................... ......... 46

4.2.2 Waktu Penelitian ............................................................... ......... 47

4.3 Populasi dan Sampel .................................................................. ......... 47

4.3.1 Populasi ............................................................................. ......... 47

4.3.2 Kriteria Subyek ................................................................. ......... 47

4.3.2.1 Kriteria Penerimaan .................................................. ............ 47

4.3.2.2 Kriteria Drop Out ...................................................... ............ 48

4.4 Penentuan Besar dan Cara Pengambilan Sampel ....................... ......... 48

4.4.1 Penentuan Besar Sampel ................................................... ......... 48

4.4.2 Tehnik Pengambilan Sampel ............................................ ......... 49

4.5 Variabel Penelitian ..................................................................... ......... 49

xiv

4.5.1 Identifikasi Variabel .......................................................... ......... 49

4.5.2 Klasifikasi Variabel .......................................................... .......... 49

4.5.3 Definisi Operasional Variabel ........................................... ......... 50

4.6 Bahan dan Alat-alat Penelitian ................................................... ......... 51

4.7 Prosedur Penelitian .............................................................................. 52

4.7.1 Pemeliharaan Tikus Percobaan ......................................... ......... 52

4.7.2 Pelaksanaan Perlakuan ...................................................... ......... 53

4.7.3Cara Pembuatan Ekstrak buah Delima (Punica granatum). 54

4.7.4Cara Mengambil Sampel Urin .......................................... 54

4.7.5 Cara Memeriksa F2-isoprostandenganMetode

8-isoprostaglandin F2α ..................................................... 54

4.8 Alur Penelitian ........................................................................... ......... 57

4.9 Analisi Data ............................................................................... .......... 58

BAB V HASIL PENELITIAN...................................................................... 59

5.1 Analisis Deskriptif ...................................................................... ......... 59

5.2 Uji Normalitas Data .................................................................... ......... 60

5.3 Uji Homogenitas Data ................................................................61

5.4Uji Komparabilitas ..................................................................... ........... 61

5.5Analisis Efek Perlakuan .............................................................. .......... 63

BAB VIPEMBAHASAN............................................................................. 65

6.1 Subyek Penelitian ........................................................................ ......... 65

6.2Distribusi dan Homogenitas Data Hasil Penelitian ..................... .......... 66

6.3Pengaruh Pemberian Ekstrak Buah Delima Merah .....................66

xv

BAB VIISIMPULAN DAN SARAN........................................................... 73

7.1 Simpulan ..................................................................................... ......... 73

7.2 Saran ........................................................................................... .......... 73

DAFTAR PUSTAKA.................................................................................... 74

xvi

DAFTAR GAMBAR

Halaman

2.1 Pembentukan Radikal Bebas .................................................................. 16

2.2 Pembentukan ROS oleh reaksi Fenton dan Haber-Weiss ...................... 17

2.3 Penyakit terinduksistres oksidatif pada manusia .................................. 20

2.4 Skema sederhana biosintesis F2-isoprostan ........................................... 26

2.5 Bentuk Molekul Polifenol ...................................................................... 30

2.6Struktur 6 jenis antosianidin, dalambentuk glukosida dengan glukosa.... 32 2.7 Buah Delima Putih ................................................................................. 35

2.8 Buah Delima Merah ............................................................................... 36

2.9 Buah Delima Ungu ................................................................................ 36

2.10 Tikus Wistar (Rattus norvegicus) ......................................................... 41

3.1 Bagan Kerangka Konsep Penelitian ........................................................ 43

4.1 Rancangan Penelitian .............................................................................. 45

4.2 Alur Penelitian ........................................................................................ 57

5.1 Grafik Perbandingan Rerata Kadar F2-Isoprostan antar Kelompok

Sebelum dan Sesudah Perlakuan ............................................................. 64

xvii

DAFTAR TABEL

Halaman

2.1 Polifenol ................................................................................................. 31

2.2 Klasifikasi Ilmiah Tanaman BuahDelima ............................................. 34

2.3 Kandungan Delima per 100 gram Takar................................................ 38

2.4 Data Biologi Tikus ................................................................................. 39

2.5 Klasifikasi Tikus Wistar ........................................................................ 40

5.1 Hasil Analisis Deskriptif Kadar F2-Isoprostan ...................................... 60

5.2 Hasil Uji Normalitas Data Antar Kelompok ......................................... 60

5.3 Hasil Uji Homogenitas Data Antar Kelompok ...................................... 61

5.4 Rerata Kadar F2-Isoprostan Antar Kelompok ....................................... 62

5.5 Analisis Efek Perlakuan ......................................................................... 63

viii

DAFTAR SINGKATAN

AAM = Anti Aging Medicine

ACE = Angiotensin Converting Enzyme

ATP = Adenosine Triphosphate

COX = Cyclooxygenase

DHEA = Dehydroepiandrosterone

DNA = Deoxyribonucleic Acid

EIA = enzyme immunoassay kit

eNOS = Endothelial Nitric Oxide Synthase

GPx = Glutathione Peroxidase

GSH = Glutathione

HbA1c = Hemoglobin A1c

HNE = 4-Hydroxy-2-Trans-Nonenal

LDL = Low Density Lipoprotein

MDA = Malondialdehyde

NF-КB = Nuclear Factor KappaB

ORAC = Oxygen Radical Absorption Capacity

p-CREB = Phospho-cAMP Response Element-Binding Protein

PUFA = Polyunsaturated Fatty Acid

RNA = Ribonucleic Acid

RNS = Reactive Nitrogen Species

ROS = Reactive Oxygen Species

SOD = Superoxide Dismutase

ix

SPSS® = Statistical Package for the Social Sciences

TA = Total Activity

TBARS = Thiobarbituric Acid Reactive Substances

TNF –α = Tumor Necrosis Factor α

USDA = United State Department of Agriculture

UV = Ultraviolet

x

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

1.Lampiran I, Tabel Konversi Dosis ( Pages dan Barnes, 1964 )............... 81

2.Lampiran II, Ethical Clearance ................................................................ 82

3. Lampiran III, Hasil Analisis Laboratorium ............................................. 83

4.Lampiran IV, Analisis Deskriptif,Uji Normalitas Data,Uji

Homogenitas Data, Analisis Komparasi, AnalisisEfekPerlakuan ......... 84

5.Lampiran V,Hasil Laboratorium F2-Isoprostan ..................................... 87

6..Lampiran VI, Foto-foto Tikus dan alat-alat penelitian ........................... 89

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Penuaan adalah proses alami yang akan dialamioleh setiap individu.

Penuaanbisa diartikan sebagai suatu proses penurunan fungsi organisme yang

terjadi seiring dengan berjalannya waktu. Penuaan merupakan hasil dari

perubahan struktur dan fungsi sel suatu organisme dalam suatu periode.

Seiring dengan banyaknya perubahan yang dialami baik secara alam dan

kondisi lingkungan yang secara tiba-tiba serta di ikuti dengan beban kerja yang

berat membuat proses penuaan lebih cepat terjadi.

Anti aging medicine (AAM)memperbaiki dan memperlakukan penuaan sebagai

suatu penyakit yang dapat dicegah, dihindari, dan diobati, sehingga dapat kembali

kekeadaan semula (Pangkahila, 2011; Goldman dan Klatz, 2007).

Ada 2 faktor yang menyebabkan seseorang menjadi tua yaitu faktor internal

dan faktor eksternal. Faktor internal seperti radikal bebas, berkurangya produksi

hormon, metilasi, glikosilasi, apoptosis, menurunnya sistem kekebalan tubuh dan

genetik. Sedangkan faktor eksternal seperti gaya hidup yang tidak sehat, polusi

lingkungan, kebiasaan yang salah, stres dan kemiskinan (Pangkahila, 2011).

Penuaan menimbulkan berbagai penyakit (Fowler, 2003). Sampai sekarang,

berbagai studi dan penelitian banyak di lakukan guna mencapai peningkatan

kesehatan, kualitas hidup dengan pencegahan, pengobatan dan bahkan

pengembalian fungsi seperti semula(Pangkahila, 2011).

2

Salah satu teori menyebutkan bahwa proses penuaan diakibatkan oleh radikal

bebas. Radikal bebas merupakan molekul reaktif, terdiri dari satu atau lebih

elektron yang tidak berpasangan pada orbit terluar (Pham-Huy et al., 2008).

Seiring dengan bertambahanya usia, maka produksi radikal bebas yang dihasilkan

oleh metabolisme tubuh akan meningkat secara fisiologis, berbanding terbalik

dengan produksi antioksidan yang digunakan untuk menetralisir radikal bebas di

dalam sel ataupun yang di asup dari luar biasanya cenderung menurun.

Ketidakseimbangan antara radikal bebas dan antioksidan ini disebut stres

oksidatif.

Stres oksidatif tersebut akan menyebabkan kerusakan komponen selular,

termasuk lipid, protein, karbohidrat dan DNA, menyebabkan patogenesis berbagai

penyakit (Halliwell dan Gutteridge, 2007) termasuk diabetes, aterosklerosis,

kanker (Kesavulu, 2001).

Dalam beberapa penelitaan, dapat dibuktikan bahwa penyakit jantung dan

hipertensi dapat dikontrol dengan cara berolahraga, walaupun pada olahraga yang

berat dapat meningkatkan ROS (reactive oxygen species) dalam jaringan, dan

2-5% oksigen yang digunakan akan berubah menjadi ion superoksid.

Pembentukan ROS yang disebabkan oleh olahraga yang berlebih dapat

menimbulkan kerusakan sel dan modifikasi molekul termasuk pada DNA,

membran lipid, dan protein. Guna melindungi sel dari kerusakan ROS yang

disebabkan oleh olahraga berlebih, Jaringan akan merespon dengan meningkatkan

aktivitas dari sekelompok enzim antioksidan.

3

Aktivitas fisik yang berlebih juga dapat meningkatkan risiko timbulnya stres

oksidatif. Stres oksidatif terjadi karena jumlah radikal bebas yang terbentuk

melebihi antioksidan yang di produksi. Saat tubuh menggunakan oksigen, secara

alami radikal bebas akan dihasilkan. Kerusakan oksidatif yang berulang dan

dalam waktu lama akan menyebabkan sel atau jaringan akan kehilangan fungsinya

dan rusak (Suryohusodo, 2000; Singh, 2006).

Peroksidasi lipid juga ikut berperan pada kerusakan jaringan, reaksi berantai

dari peroksidasi lipid dapat menjadi asupan radikal bebas sehingga akan

mencetuskan reaksi oksidasi selanjutnya. Peroksidasi lipid yang diinisiasi oleh

endoperoksid dan aldehidakan merusak komponen membran sel yang kaya akan

asam lemak tak jenuh ganda / PUFA (polyunsaturated fatty acid). Hasil dari

hidrolisis reaksi ini sebagian berupa etan, pentan, 4-hydroxy-2-trans-nonenal

(HNE), Malondialdehyde (MDA), dan berbagai aldehid lain (Baraas, 2006; Ann

dan Carol, 2008). Beberapa cara dipakai untuk mengukur kadar lipid peroksidasi,

antara lain MDA, HNE, TBARS, F2isoprostan, Acrolein lysin (Ann dan Carol,

2008).

Banyak biomarker yang bisa dipakai untuk mengukur terjadinya stress

oksidatif. F2-isoprostan sering digunakan untuk mengukur kadar reaksi

peroksidasi lipid, dan mempunyai implikasi yang penting untuk petanda biologis,

karena pengukuran lebih mudah dan stabil sehingga dapat diandalkan untuk

menilai danmengkaji status stress oksidatif in vivo. Pemeriksaan ini dapat

dilakukan melalui plasma dan urin (Halliwell dan Gutteridge, 2007).

4

Saat ini antioksidan digunakan dalam rangka upayadalam pencegahan dan

penanggulangan stres oksidatif.Berbagai macam penggolongan antioksidan,yaitu

antioksidan primer (SOD, GPx,) dan antioksidan sekunder (vitamin C, β–Karoten,

vitamin E, sistein, Co-Q10, flavonoid), dan antioksidan tersier (Metionin

sulfoksida reduktase) (Winarsi, 2007).

Buah delima merah (Punica granatum) merupakan satu dari sekian banyak

sumber antioksidan yang berasal dari tumbuh-tumbuhan. Buah delima merah

mempunyai kandungan polifenol dan antosianin yang cukup tinggi. Pigmen

antosianin bertanggung jawab atas pembentukan warna merah, ungu dan biru dari

buah, sayuran dan bunga. Antosianin merupakan salah satu antioksidan kuat yang

mampu mencegah berbagai kerusakan akibat stress oksidatif sehingga mampu

melindungi sel dari radikal bebas (Yanjun et al., 2009; Caoet al., 2001).

Studi yang dilakukan di American University of Beirut Medical Center,

Beirut, Libanon menunjukkan bahwa penggunaan buah delima dapat mengurangi

oedem paru, mengurangi inflamasi dan memberikan respon yang baik pada

parenkim paru, dan pada paru-paru mencit yang mengalami hiperoksia (Husariet

al.,2009).

Studi laboratorium pada mencit yang menderita aterosklerotik menunjukkan

bahwa 44% lesi dapat dicegah dengan pemberian suplemen buah delima

dibandingkan dengan mencit yang hanya diberi air. Buah Delima

merupakansumber antioksidan, karena mengandung polifenol komplek dan

flavonoid seperti: katekin, antosianin, phenolik (Aviramet al., 2000).

5

Buah delima merah merupakan sumber antioksidan alami dengan kandungan

antosianin yang tinggi dan mudah didapat di Indonesia. Meskipun beberapa

penelitian dilaporkan bahwa buah delima merupakan salah satu sumber

antioksidan yang baik, belum ada penelitian yang melaporkan apakah pemberian

ekstrak buah delima merah secara oral dapat menurunkankadarF2-isoprostan pada

urin tikus (Rattus norvegicus) wistar jantan yang diinduksi pelatihan fisik

berlebih.

Penelitian ini dilakukan guna mengingat fungsinya bagi kesehatan dan

pencegahan penuaan, cukup aman dan dapat ditanam di Indonesia.

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang tersebut di atas dapat di rumuskan masalah

sebagai berikut:

Apakah pemberian ekstrak buah delima merah (Punica granatum) oral

menurunkan kadar F2-isoprostan pada urintikus (Rattus norvegicus) wistar

jantan yang diinduksi pelatihan fisik berlebih?

1.3. Tujuan Penelitian

Penelitian ini bertujuan untuk membuktikan pemberian ekstrak buahdelima

merah (Punica granatum) oral, menurunkan kadar F2-isoprostan pada urin tikus

(Rattus norvegicus)putih wistar jantan yang diinduksi pelatihan fisik berlebih.

1.4. Manfaat Penelitian

1.4.1 Manfaat Ilmiah

Dari hasil penelitian diperoleh informasi ilmiah mengenaiefektivitas ekstrak

buah delima merah sebagai antioksidan dalam menangkal radikal bebasdengan

6

indikator penurunanankadar F2-isoprostan pada urin tikus putih wistaryang diinduksi

pelatihan fisik berlebih.

1.4.2 Manfaat Praktis

Proposal penelitian ini dapat membuktikan efektivitas ekstrak buah delima

merah dalam menangkal radikal bebas, dan telah dilakukan clinical trial, maka

diharapkan ekstrak etanol buah delima merah dapat digunakan sebagai antioksidan.

7

BAB II

KAJIAN PUSTAKA

2.1. Penuaan(Aging)

Penuaan merupakan proses perubahan fisiologis yang tidak dapat

dihindarioleh setiap organisme.Dalam proses penuaan, terjadi penurunan fungsi

organ-organ secara bertahap yang terjadi pada manusia, tumbuhan, hewan, dan

juga organisme bersel satu. Penuaan telah terjadi pada saat manusia baru saja

lahir. Tanda-tanda fisiologis yang terjadi ialahmenurunnya jumlah sel jaringan,

melambatnya metabolisme, serta menigkatnya resiko terjadinya penyakit.

Beberapa faktor lingkungan yang mempengaruhi penuaan seperti stress, olahraga

berlebihan, merokok, dan adanya radiasi sinar ultraviolet (Pangkahila, 2011).

Terjadi kerusakan protein jaringan, atrofi jaringan, berkurangnya cairan

tubuh, dan metabolisme kalsium yangabnormal pada proses penuaan.Kemudian

terjadi perubahan fisiologis berikutnya mengenai disfungsi organ vital seperti

kerusakan pada organ kardiopulmonar,fungsi endokrin, persarafan, fungsi motorik

dan juga fungsi imunologi. Dengan adanya faktor risiko seperti hipertensi,

obesitas, hiperlipidemia, alkohol, perubahan metabolisme glukosa, merokok,

stress dan kebiasaan gaya hidup tidak sehat mengakibatkan berbagai variasi

penyakit pada sistem tubuh, seperti :penyakit degeneratif, aritmia, gagal jantung,

arteriosklerosis, stoke, gagal ginjal, katarak, hilangnya komunikasi sistem saraf,

diabetes, emfisema paru,arthritis, ulkus lambung, osteoporosis,infeksi, atau

tumor, dapat terjadi penuaan lanjut secara patologis (Park dan Yeo, 2013).

8

2.1.1 Mekanisme Terjadinya Penuaan

Ada beberapa teori penuaan, pertama yaitu teori program genetik (genetic

programming theory) dimana teori ini berpendapat bahwa penuaan dan usia hidup

organisme ditentukan oleh faktor genetik.Yang kedua adalah teori kerusakan

primer (primary damage theory)yang menyebutkan bahwa penuaan terjadi oleh

karena akumulasi kerusakan pada organisme akibat faktor-faktor perusak yang

multipel. Termasuk didalamnya adalah teori wear-and-tear, teori error

catastrophe, teori radikal bebas, teori kerusakan DNA, teori membran sel (Park

dan Yeo, 2013).

Pada dasarnya, semua teori itu dibagi menjadi dua kelompok yaitu teori

wear and tear dan teori program. Hipotesis kerusakan DNA, glikosilasi, dan

radikal bebas termasuk dalam teori wear and tear, sedangkan teori program

diantaranya terbatasnya replikasi sel, proses imun, dan teori neuroendokrin

(Pangkahila, 2011).

1. Teori Wear and Tear

Menurut teori ini, penuaan terjadi jika sel ataupun jaringan tubuh yang

dipakai atau disalahgunakan secara terus menerus menjadi rusak atau habis. Teori

“pakai” dan “rusak” ini diperkenalkan oleh Dr. August Weismann, biologis dari

Jerman tahun 1882 (Pangkahila, 2011; Jin, 2010).

a. Teori DNA Damage

Kerusakan pada DNA akan terus terjadi pada setiap sel organisme hidup.

Sebagian dapat diperbaiki, tetapi sebagian lagi terakumulasi pada saat DNA

9

Polimerase. Proses perbaikan lainnya tidak bisa memperbaiki kerusakansama atau

secepat waktu kerusakan itu muncul pertama kali. Kerusakan DNA yang terus

menerus ini terjadi juga pada sel mamalia yang tidak dapat membelah. Seiring

bertambahnyausia mutasi genetik mulai terjadi, menyebabkan sel mengalami

malfungsi. Kerusakan DNA pada mitokondria juga mengakibatkan disfungsi

mitokondria. Restriksi kaloriditemukan dapat meningkatkan usia hidup hewan

coba sejak tahun 1930 (Park dan Yeo, 2013; Jin, 2010).

b. Glikosilasi

Glikosilasi merupakan ikatan kovalen antara gula darah dan hemoglobin

pada sel darah merah. Proses glikosilasi ini penting untuk penyakit-penyakit

degeneratif seperti diabetes. Pada kondisi normal tanpa diabetes, hanya sekitar

4,5% sampai 6% gula darah yang berikatan dengan hemoglobin. Banyaknya

ikatan kovalen ini dapat diketahui dengan mengukur Hemoglobin A1c (HbA1c).

Jika kadar HbA1c ini terlalu tinggi maka akan memperburuk struktur dan fungsi

sel. Pada organ-organ yang tidak tergantung insulin, seperti ginjal, pembuluh

darah, saraf perifer, dan lensa mata, glukosa akan diabsorbsi dengan mudah

sehingga terjadi kekakuan arteri, hilangnya fungsi saraf, dan katarak. Pada

diabetes proses penuaan ini merupakanrole model dari proses penuaan pada

kondisi lainnya (Pangkahila, 2011).

c. Teori Radikal Bebas

TeoriinidikenalkanolehDr.Gerschmanpadatahun 1954,lalu dikembangkan

oleh Dr. Denham Harman yang menegaskan bahwa superoksida dan radikal bebas

10

lain mengakibatkan kerusakan pada komponen makromolekul sel dan organ.

Radikal bebas merupakan molekul yang memiliki satu atau lebih elektron yang

tidak berpasangan. Makromolekul seperti gula, asam nukleat, protein, dan lipid

mudah diserang radikal bebas. Ikatan single- dan double- asam nukleat dapat

berikatan dengan molekul lain karena rusak, dan dapat berikatan dengan basa atau

kelompok gula lain (Pangkahila, 2011; Jin, 2010).

2. Teori Program

Teori ini mengemukakan bahwa penuaan mengikuti suatu jam biologik,

kemungkinan merupakan lanjutan dari sistem yang mengatur pertumbuhan dan

perkembangan masa kecil. Pengaturan ini bergantung pada perubahan ekspresi

gen yang berpengaruh pada respon pemeliharaan, perbaikan, dan pertahanan.

Teori ini terbagi menjadi tiga subkategori :

a. Teori Terbatasnya Replikasi Sel

Panjang telomere (enam nukleotida sekuen DNA yaitu TTAGGG) yang

terletak pada ujung chromosome strandsberpengaruh pada kehidupan sel.

Telomere mempengaruhi fungsi sel punca pada organ yang pergantian selnya

tinggi. Padareplikasi sel, telomere mengalami pemendekan setiap kali terjadi

pembelahan sel. Setelah beberapa kali pembelahan sel, telomere telah dipakai dan

pembelahan sel berhenti. Proses telomere ini menentukan rentang usia sel yang

pada akhirnya juga rentang usia pada organisme itu sendiri (Pangkahila, 2011).

11

b. Teori Immunologi

Sistem imun akan mengalami penurunan dengan berjalannya waktu, hal

ini mengakibatkan ketahanan tubuhorganisme semakin rentan terhadap resiko

terjadinya penyakit infeksi dan menyebabkan penuaan yang berujung kematian.

Efektivitas maksimal dari sistem imun ialah sewaktu pubertas dan akan menurun

seiring bertambahnya usia (Jin, 2010).

c. Teori Neuroendokrin

Hormon dihasilkan oleh beberapa organ yang dikontrol oleh hipotalamus

di otak. Hipotalamus membentuk poros dengan hipofise dan organ tertentu,

contohnya poros hipotalamus-hipofise-testis, poros hipotalamus-hipofise-

suprarenalis, dan lain-lain. Fungsi hormonal lebih optimal saat usia muda

dibandingkan dengan usia tua (Pangkahila, 2011).

2.1.2 Gejala Klinis Penuaan

Proses penuaan dimulai dari menurunnya bahkan berhentinya fungsi dari

masing-masing organ tubuh. Hal ini mengakibatkan berbagai tanda dan gejala

penuaan, yang pada dasarnya dibagi menjadi dua yaitu (Pangkahila, 2011):

1. Tanda fisik, seperti berkurangnya massa otot, peninggkatan sel lemak,

elastisitas kulit menurun atau berkerut, daya ingat menurun, terganggunya

fungsi seksual dan reproduksi, kemampuan kerja menurun, sakit pada

tulang.

2. Tanda psikis, seperti kurangnya gairah hidup ,susah tidur, mudah cemas,

mudah tersinggung, merasa tidak berguna lagi.

12

Proses penuaan tidak timbul begitu saja, ada tiga fase dalam proses penuaanantara

lain (Pangkahila, 2011) :

1. Fase subklinik (rentan usia 25-35 tahun)

Pada Fase ini, terjadi penurunan berbagai hormon didalam tubuh, seperti

hormon testosteron, growth hormone, dan hormon estrogen. Kerusakan akibat

penurunan hormon ini biasanya tidak terlihat dari luar, sehingga orang terlihat

normal, tidak mengalami gejala dan tanda penuaan.

2. Fase Transisi (rentan usia 35-45 tahun)

Padafase ini, level hormon mengalami penurunan sampai 25 persen.

Terjadi penurunan massaotot sekitar satu kilogram setiap beberapa tahun, hal ini

mengakibatkan hilangnya kekuatan dan tenaga, sedangkan disisi lain komposisi

lemak terus bertambah.Pada fase ini orang sudah merasa tidak muda lagi dan

kelihatan lebih tua. Kerusakan yang diakibatkan radikal bebas mulai merusak

ekspresi genetik, yang bisa menimbulkan penyakit.

3. Fase klinik (usia lebih dari 45 tahun)

Terjadi penurunan kadar hormon secara terus menerus pada fase ini.

Hormon yang turun diantaranya DHEA (Dehydroepiandrosterone), melatonin,

growth hormone, testosteron, estrogen, dan hormon tiroid.Penurunan juga disertai

hilangnya fungsi penyerapan bahan makanan, vitamin, dan mineral. Densitas

tulang menurun, massa otot mengalami penurunan sekitar satu kilogram setiap

tiga tahun, yang menyebabkan ketidakmampuandalam membakar kalori, diikuti

dengan meningkatnya lemak tubuh, dan berat badan.

13

2.2Radikal Bebas

Radikal bebas merupakan molekul reaktif, terdiri dari satu atau lebih

elektron yang tidak berpasangan pada orbit terluar (Pham-Huy et al., 2008).

Karena ketidakstabilan molekul ini membuatnya dapat berinteraksi dengan

molekul yang berdekatan, seperti karbohidrat, protein, lipid, dan asam nukleat,

sehinggamembuat molekul tersebut menjadi tidak stabil juga dan terbentuklah

reaksi rantai baru yangakan berhenti jika diredam oleh senyawa yang bersifat

antioksidan. Radikal bebas yang paling banyakmengakibatkan kerusakan sistem

biologi ialah oxygen-free radical, yang dikenal sebagai reactive oxygen species

(ROS) (Rahman, 2007).

2.2.1 Klasifikasi Radikal Bebas

Berdasarkan pendapat Salama dan El-Bahr (2007), radikal bebas

dibedakan menjadi:

1. Oxygen centered radicals antara lain radikal alkoksil (RO●),

anion superoksida (O2●), radikal peroksil (●OOH atau ROO●),

danradikal hidroksil (●OH).

2. Oxygen centered non radicals antara lain hidrogen peroksida

(H2O2) dan oksigen singlet (1O2).

3. Spesies radikal lain atau reactive nitrogen species (RNS) terdiri

dari: nitrit oksida (NO●), peroksinitrit (OONO-),dan nitrit

dioksida (NO●2).

14

2.2.2Sumber Radikal Bebas

Sumber-sumber radikal bebas menurut Pham-Huy et al. (2008)dapat

dibagi menjadi:

1. Radikal bebas yang dibentuk dari dalam tubuh oleh karena proses

enzimatik oleh mitokondria, retikulum endoplasma, membran plasma, inti

sel, dan lisosom. Oksidasi pada proses respirasi, pencernaan, dan

metabolisme merupakan proses enzimatik yang mengakibatkan

terbentuknya radikal bebas.

2. Radikal bebas yang dibentuk didalam tubuh oleh karena proses

nonenzimatik. Hal ini terjadi karena reaksi oksigen dengan senyawa

organik melalui ionisasi dan radiasi yang terjadi pada reaksi inflamasi dan

iskemia.

3. Radikal bebas yang berasal dari luar tubuh yang disebabkan oleh

polutan seperti radiasi sinar UV, sinar X, sinar gamma, asap rokok, asap

kendaraan bermotor, konsumsi makanan tinggi lemak, alkohol, caffeine,

pestisida atau zat beracun lainnya. Disamping itu, radikal bebas juga dapat

terjadi oleh karena stres atau aktivitas fisik yangberlebih.

2.2.3Pembentukan Radikal Bebas

Radikal bebas secara umum terbentuk melalui tiga tahapan reaksi berikut

(Winarsi, 2007):

1. Tahap inisiasi, merupakan awal pembentukan radikal bebas,

mengubah senyawa non radikal menjadi radikal. Misalnya:

15

R1 _H + •OH R1• + H2O

Fe ++ + H2O2 Fe +++ + OH- + •OH

2. Tahap propagasi, merupakan pemanjangan dari rantai radikal,

dalam hal ini reaksi berantai radikal bebas diperluas sehingga membentuk

beberapa radikal bebas baru, misalnya :

R2_H + R1• R2 • + R1_H

R3_H + R2• R3 • + R2_H

3. Tahap terminasi, merupakan pembentukan non radikal dari

radikal bebas, bereaksinya senyawa radikal dengan radikal yang lain

atau dengan penangkap radikal, mengakibatkan potensi propagasinya

rendah, misalnya :

R1 • + R1 • R1_R1 R2 • + R1 • R2_R1

R2 • + R2 • R2_R2 dan seterusnya

16

Gambar 2.1

Pembentukan radikal bebas

2.2.4Reactive Oxygen Species (ROS)

Reactive Oxygen Species (ROS)merupakan elemen oksigen yang penting

bagi organisme aerob, seperti manusia. Sekitar 90% dari oksigen yang ada

didalam tubuh digunakan untuk pembentukan energi berupa ATP melalui proses

fosforilasi oksidatif di mitokondria. Sisanya 10% oksigen dipergunakan untuk

proses hidroksilasi dan reaksi oksigenasi dengan bantuan enzim. Sekitar 1 – 2 %

oksigen akanmenjadi residu yang dikonversi menjadi reactive oxygen species

atau dikenal juga dengan ROS (Baynes dan Dominiczak, 2014).

ROS ialah istilah yang dipakai untuk radikal, tidak hanya radikal yang

mengikat oksigen (superoksida (O2●) dan radikal hidroksil (●OH)) tetapi juga

derivat oksigen yang tidak mengandung elektron atau tidak berpasangan

misalnya hidrogen peroksida (H2O2) dan oksigen singlet(1O2) (Pham-Huy et al.,

2008).

Ada tiga tahapan mekanisme terbentuknya ROS secara in vivo, yaitu :

17

1. Reaksi Fenton, akibat reaksi antara oksigen dengan ion metal

2. Sebagai reaksi sampingan dari transpor elektron pada mitokondria,

3. Melalui proses enzimatik normal misalnya pembentukan H2O2 oleh

oksidasi asam lemak di peroksisom (Baynes dan Dominiczak, 2014).

Gambar 2.2 Pembentukan ROS oleh reaksi Fenton dan Haber-Weiss (Baynes

danDominiczak, 2014)

2.2.4.1 Dampak Negatif Reactive Oxygen Species

ROS bisa merusak DNA, protein dan lipid, tetapi dalam kondisi normal,

tubuh mempunyai sistem yang dapat memperbaiki kerusakan oleh ROS, yaitu :

1. DNA

• Kerusakan:semua komponen DNA bisa dirusak oleh radikal hidroksil

(•OH). Sedangkan oksigen singlet (1O2) biasanya mengenai guanin.

Hidrogen peroksida (H2O2) dan Superoksida (O2●) tidak mengenai DNA.

18

• Sistem perbaikan: enzim tubuh mengenali kerusakan pada DNA,

kemudian dilanjutkan proses eksisi, resintesis, dan penyatuan kembali

rantai DNA.

2. Protein

• Kerusakan: ROS banyak merusak gugus sulfhidril. Radikal hidroksil

(•OH) merusak residu asam amino.

• Sistem perbaikan: residu oksidasi metionin ditanggulangi oleh

methionine sulfoxide reductase. Protease selular dapat mengenali dan

menghancurkan kerusakan protein lain..

3. Lipid

• Kerusakan: sebagian ROS, kecuali superoksida (O2●) dan hidrogen

peroksida (H2O2), bisa menginisiasi terbentuknya peroksidasi lipid.

• Sistem perbaikan: chain-breaking antioxidants khususnya tokoferol

dapat meniadakan propagasi rantai radikal peroksil. Phospholipid

hydroperoxide glutathione peroxidase dapat menghilangkan peroksida

membran.

2.2.4.2Dampak Positif Reactive Oxygen Species

Tidak hanya efek negatif, ternyata ROS juga memiliki dampak positif,

seperti (Bagiada, 2001; Baynes dan Dominiczak, 2014):

1. Membunuh dan melawan organisme patogen yang dihasilkan

granulosit, makrofag dan monosit

2. Berperan sebagai substrat untuk enzim, contohnya H2O2 sebagai

substrat untuk enzim hemeperoksidase yang berperan penting dalam

iodinisasi hormon tiroid

19

3. Merupakan sinyal untuk metabolisme zat tertentu, seperti insulin.

H2O2mempunyaifungsi dalam mekanisme inaktivasi reversible dari

sebagian protein tirosin fosfatase, yangakan kemudian mengaktivasi

protein tirosin kinase melalui reseptor insulin pada waktu yang

bersamaan.

2.2.5Stres Oksidatif

Stres oksidatif yaitu suatu keadaan dimana jumlah produksi ROS lebih

tinggi dibandingkan dengan eliminasinya, yang menyebabkan kerusakan

oksidatif molekul-molekul biologi. Jika terjadi terus-menerus, maka

mengakibatkan akumulasidari kerusakan oksidatif di dalam sel dan jaringan

yang akan membuat jaringan tersebut kehilangan fungsinya (Bagiada, 2001).

Stres oksidatif bisa terjadi secara lokal, seperti pada penyakit artritis dan

aterosklerosis, maupun secara sistemik, seperti pada systemic lupus

erythematosus dan diabetes (Baynes dan Dominiczak, 2014). Berbagai

penyakit yang diinduksi oleh stres oksidatif digambarkan pada gambar 2.3

(Pham-Huy et al., 2008).

20

Gambar 2.3 Penyakit terinduksistres oksidatif pada manusia (Pham-Huy et al., 2008)

2.3Aktivitas Fisik

2.3.1 Definisi

Aktivitas fisik secara umum di bedakan menjadi :

1. Aktivitas fisik yang dikerjakan secara mendadak (acute exercise)

2. Aktivitasfisik yang dikerjakan secara berulang (training exercise)

Semua aktivitas fisik baik ringan, sedang, ataupun berat akan direspon oleh tubuh

baik secara fisiologik maupun biomolekuler. Ketika sedang melakukan aktivitas

fisik yang cukup berat (seperti tes treadmil), terjadilah peristiwa dimana

peningkatan kebutuhan oksigen (oxygen demand) seringkali tidak tercukupi oleh

penyediaan oksigen (oxygen supply). Fenomena ini disebut sebagai fase iskemia.

Sementaraitupeningkatan oxygen suply justru akan meningkatkan terjadinya

radikal bebas oksigen bahkan bisa mencapai 10x lipat (fenomena ini disebut fase

reperfusi). Beberapa penelitian telah membuktikan bahwa stres oksidatif dapat

21

disebabkan oleh aktifitas fisik yang berat.dimana produksi radikal bebas oksigen

meningkat secara bermakna (Baraas, 2006).

2.3.2 Aktivitas Fisik Berlebih

Latihan atau aktivitas yang berlebih atau over training / burnoutialah suatu

kondisi dimana terjadi kelelahan kronis selama aktivitas yang melebihi batas

kemampuan individual sampai menimbulkan cedera otot yang biasanya timbul

sebelum akhir dari kompetisi (Vincen et al., 2000; Prentice, 2011).

Tanda-tanda dan gejala aktivitasfisik berlebih :

1. Tanda-tanda pada penampilan :

- Penurunan konsistensi penampilan (performance)

- Dibutuhkan penyembuhan yang lama setelah pertandingan

- Kelelahan yang menetap dan menjadi lambat

- Penampilan yang tidak konsisten

2. Gejala Fisik

- Penurunan efektivitas kerja

- Sulit tidur

- Sakit kepala dan perut

- Kaku dan nyeri otot atau persendian

- Konstipasi dan diare

- Nafsu makan dan masa tubuh menurun

- Amenorhea

- Kenaikan denyut nadi pada waktu bangun tidur

22

3. Gejala Psikis

- Depresi

- Apatis

- Kurang percaya diri

- Emosi menjadi labil

- Sulitberkonsentrasi

- Gairah bertanding menurun atau bahkan hilang

Saat aktivitas fisik berlebih, konsumsi oksigen naik menjadi 10 kali bahkan

20 kali lipat dibandingkan waktu istirahat yang disertai juga peningkatan

konsumsi oksigen didalam otot sampai 100-200 kali lebih besar dibandingkan

waktu istirahat.

Sesaat setelah aktivitasfisik berlebih yang berkaitan dengan stres oksidatif,

terjadi respon inflamasi terutama 24 jam setelah selesai latihan dan sistem

kekebalan tubuh bereaksi terhadap kerusakan dikarenakan latihan

tersebut.Kemudian selama 2-7 hari terjadi proses adaptasi yang bisa membuat

lebih sehat. Selama periode ini, neutropil sangat berperan dalam pertahanan

jaringan.

Aktivitas fisik berlebih juga mengakibatkan penurunan kondisi fisik,

penimbunan lemak, berkurangnya massa otot, peningkatan kadar hormon kortisol

yang lebih tinggi daripada testosteron, insomnia, mudah lemas, cepat tersinggung,

nyeri sendi dan tulang serta penurunan imunitas tubuh (Maffetone, 2007)

Pada aktivitas fisik berlebih, Karena retribusi aliran darah ke otot menurun

maka terjadi pula kondisi hipoksia relatif di jaringan organ dalam, hal ini

23

akanmemacu pembentukan radikal superoksid, yang akan mengaktifkan jalur

xanthin oksidase.

2.3.3 Aktivitas Fisik Berlebih Dengan Stres Oksidatif

Aktivitas fisik yang berlebih bisa mengakibatkan terbentuknya radikal bebas

(Adiputra, 2008). Radikal bebas yang berlebih dapat mengakibatkan kerusakan

pada DNA, akan terjadi peroksidasi lipid membran sel dan sitosol yang merusak

membran dan organel, juga mengakibatkan terjadinya modifikasi protein yang

teroksidasi.

Latihan fisik yang berlebih mengakibatkan stres oksidatif, dimana stres

oksidatif dapat dikontrol dengan pola hidup yang sehat dan komsumsi antioksidan

(Hersh, 2004).

Aktivitas fisik berlebih mengakibatkan peningkatan pada biomarker stres

oksidatif seperti peningkatan jumlah leukosit, glutation peroksidase, glutation

teroksidasi, isoprostan urin, juga dapat menyebabkan peningkatan komsumsi

oksigen pada otot skeletal (Murray et al., 2000)

Apabila terjadi aktivitas fisik yang berlebih atau overtraining, maka kadar

isoprostan, malondialdehyde, dan kreatin kinase diperiksa untuk mengetahui

terjadinya cedera otot karena beban berlebih.

2.4 F2-isoprostan

Stres oksidatif diyakinimenjadi penyebab dari berbagai penyakit baik akut

ataupun kronis, tetapi evaluasi terhadap kadar radikal bebas menjadi hal yang

sulit karena sifat dari radikal bebas sangat reaktif, cepat hilang, dan mempunyai

24

karakteristik yang berbeda-beda. Cara yang mudah dilakukan ialahdengan

melakukan evaluasi terhadap hasil reaksi radikal bebas di dalam tubuh, salah

satunya dengan mengukurkadar F2-isoprostan. Isoprostan adalah senyawa yang

menyerupai prostaglandin yang disintesis oleh esterifikasi asam arakhidonat

akibat dari reaksi katalisasi radikal bebas nonenzimatik in vivo. Kadar F2-

isoprostan bisa menjadi gambaran peroksidasi lipid yang terjadi pada kondisi

stres oksidatif. Peroksidasi lipid in vivo dan in vitro dengan analisa kuantitatif

F2-isoprostan diakui lebih unggul jika dibandingkan metode analisis lain seperti

MDA, TBARS (thiobarbituric acid–reactive substances),lipid hidroperoksida,

dan exhaled alkanes (ethaneataupunpentane)(Basu, 2008).

Kadar F2-isoprostan normalialah kurang dari 2 ng/ml kreatinin, tetapi

dapat naik pada kondisi stres oksidatif. Hal ini yang mengakibatkankadar F2-

isoprostan tidak boleh melebihi normal, karena kenaikan kadar F2-isoprostan

menunjukkan peroksidasi lipid yang terjadi pada kondisi stres oksidatif. Jika

stres oksidatif tidak dikurangi maka bisa menimbulkan kerusakan oksidatif.

Kerusakan oksidatif yang terjadi secara terus menerus dapat mengakibatkan

kerusakan dari molekul tubuh, jaringan, penurunan fungsi organ, penuaan, dan

beberapa penyakit lainnya.

2.4.1Mekanisme Pembentukan F2-isoprostan

Sebelum tahun 1990, pembentukan nonenzimatik derivat prostaglandin

belum banyak diketahui. Beberapa studi menemukan bahwa pembentukan F2-

isoprostan melewati jalur cyclooxygenase (COX) dari sel monosit dan trombosit

manusia, tetapi pembentukan melalui jalur ini sangatlah minimal. Isoprostan

25

tidak membutuhkancyclooxgenase dalam pembentukannya, oleh sebab itu F2-

isoprostan tidak bisa disebut sebagai prostaglandin (Basu, 2008).

Tahapan mekanisme pembentukan isoprostan dengan prekusor asam

arakhidonat yaitu (Basu, 2008):

1. Pemisahan atom hidrogen yang tidak stabil atau labil

2. Penambahan molekul oksigen pada asam arakhidonat yang

menghasilkan empat bentuk radikal peroksil

3. Endocyclization

4. Penambahan molekul oksigen yang membentuk empat PGG2-

like bicyclic endoperoxide intermediates yang tidak stabil

5. Glutation mereduksi PGG2-like bicyclic endoperoxide

intermediates yang akan menghasilkan bentuk awal isoprostan kemudian

berubah menjadi rmacam-macam bentuk. Bentuk isoprostan dipengaruhi

oleh letak ikatan regioisomer atom karbon dengan gugus hidroksil,

apakah terletakpada seri ke 5-, 8-, 12-, atau 15- regioisomer. Komponen

ini disebut juga F2-isoprostan karena komponen ini isomer dengan PGF2

primer

2.4.2 Absorbsi, Distribusi, Metabolisme, dan Ekskresi F2-isoprostan

Belum diketahui secara pastifarmakokinetik dari F2-isoprostan. Hasil studi

memperlihatkan bahwa isoprostan diproduksi secara in situ pada sel yang rusak,

kebanyakan berbentuk ester, lalu dimetabolisme menjadi bentuk asam bebas.

Setelah melalui tahapan biosintesis dalam jaringan, komponen ini siap

26

diabsorbsi dan didistribusikan ke seluruhbagian tubuh dalam bentuk asam bebas

maupun ester. Setelah dalam bentuk bebas, isoprostan dilepaskan ke dalam

sirkulasi perifer lalu mengalami hidrolisis dan metabolisme lanjutan. Isoprostan

primer dan produk oksidasinya bisa dijumpai dalam darah maupun urin (Basu,

2008).

Gambar 2.4 Skema sederhana biosintesis F2-isoprostan (Basu, 2003)

2.4.3F2-isoprostan Sebagai Biomarker Peroksidasi Lipid

Pada beberapa kondisi yang berhubungan dengan cedera oksidatif, kadar

F2-isoprostan diketahui cenderung meningkat. Peningkatan kadar F2-isoprostan

baik dalam jaringan ataupun cairan tubuh inibisa digunakan sebagai penanda

peroksidasi lipid yang disebabkan oleh radikal bebas secara in vivo. Pada cedera

oksidatif, kadar F2-isoprostan biasanya meningkat sepuluh kali lebih banyak

daripada PGF2 enzimatik pada plasma. F2-isoprostan yang berbentuk bebas

27

dengan mudah didapatkan pada jaringan dan cairan tubuh. Perhitungan

isoprostan yang berbentuk ester dan bentuk bebas bisadikerjakan pada jaringan,

yang memperlihatkan adanya stres oksidatif pada jaringan tersebut (Basu, 2008).

Perhitungan kadar MDA (malondialdehyde) dilaporkan kurang sensitif

jika dibandingkan dengan kadar isoprostan dalam hal melihat adanya stres

oksidatif. Tetapi tidak ada hubungan antara kadar MDA dengan peningkatan

isoprostan. Walaupunadanya oksidasi asam arakhidonat dapat digambarkan oleh

isoprostan dengan baik, tetapibisa saja merupakan hasil oksidasi dari lipid lain

.Disamping itu, pengambilan sampel yang tidak baik, persiapan yang kurang

hati-hati (selama proses ekstraksi, purifikasi, dan hidrolisasi), dan pengawetan

sampel yang dilakuakan sebelum dilakukan analisa juga bisa mengakibatkan

kesalahan dalam analisis isoprostan (Basu, 2008).

2.4.4F2-isoprostan dan Aktivitas Fisik Berlebih

Pada kondisiaktivitas fisik berlebih seperti lari ultramaraton yang dapat

mencetuskan terjadinya lipid peroksidase, terjadi peningkatan isoprostan. Studi

terdahulu menyebutkan bahwa kadar F2-isoprostan meningkat pada subyek sehat

setelah mengerjakan aktivitas fisik berupa knee extensor selama tiga jam

(Fischer et al., 2004; Fischer et al., 2006). Menurut Sacheck et al. (2003), dalam

72 jam pertama setelah aktivitas fisik berlebih dapat terjadi peningkatan kadar

F2-isoprostan hingga 5 ng/ml akibat kerusakan pada otot.

Pada penelitian dengan menggunakan 12 subyek sehat yang diberi

perlakuan berupa aktivitas fisik berlebihselama 12 minggu, terbagi dalam empat

fase yang masing-masing fasenya terdiri dari beban latihan fisik bervariasi,

28

dengan lama latihan tiga minggu per fase, dan jarak istirahat 96 jam antar fase,

diperoleh hasil bahwa terjadi peningkatan F2-isoprostan yang berbanding lurus

terhadap peningkatan beban latihan. Kemudian terjadi penurunan F2-isoprostan

secara signifikan waktu istirahat selama 96 jam setelah diberi aktivitas fisik

yang berat (Margonis et al., 2007).

2.5Antioksidan

Penatalaksanaan terapianti penuaan (anti aging)adalah penerapan dari

berbagai terapi yang bisa digunakan dalam deteksi awal, pencegahan, pengobatan,

atau penyembuhan kembali dari disfungsi dan penyakit yang berhubungan dengan

penuaan, sehinggaterjadi peningkatan kualitas dan memperpanjang kuantitas dari

umur manusia itu sendiri. Keadaan yang ideal ialahmeliputigolden triangle yaitu

terciptanya keseimbangan oksidatif antara oksidan, antioksidan, dan biomolekul,

serta aktivitas fisik yang disesuaikan pada setiap individu (Fusco et al., 2007).

Antioksidan berperan dalam mencegah kerusakan oksidatif yang

disebabkan oleh radikal bebas sehingga dapat memperpanjang usia hidup.

Organisme selalu membuat sistem pertahanan secara primer agar dapat

melindungi dirinya sendiri terhadap toksisitas radikal bebas dengan memproduksi

komponen antioksidan seperti protein, Superoksida Dismutase (SOD), Glutation

Peroksidase (GPx), Glutation (GSH), katalase dan antioksidan yang berat

molekulnya lebih kecil seperti coenzim Q, asam uratdan asam lipoic. Disamping

itu tubuh juga dapatmembentuk pertahanan sekunder yaitu dengan memproduksi

enzim lipolitik (Fosfolipase A2), sistem proteolitik (proteinase dan peptidase), dan

mengadakan sistem perbaikan DNA dan RNA (endonuklease dan eksonuklease)

29

yang berfungsi untuk membuang atau memperbaiki produk hasil kerusakan yang

disebabkan oleh radikal bebas (Poljsak et al., 2013).

Buahdelima (pomegranate), wolfberry, manggis dan gojimengandung

antioksidan yang cukup tinggi berdasarkan pengukuran Oxygen Radical

Absorption Capacity (ORAC). Tes ORAC merupakan tes yang berfungsi untuk

mengukur potensi antioksidan total yang terdapat pada makanan dan suplemen

nutrisi per 100 gram sampel. Tes ORAC semuanya dilakukan di Brunswick

Laboratories di bawah naungan United State Department of Agriculture (USDA).

Dalam delima mengandung 500 mg ellagitannin,buah manggis mengandung 500

mg antioksidan, dan buah goji 500 mg dengan 40% polisakarida(Barron, 2008).

2.5.1 Polifenol

Polifenol merupakansuatu komponen non-nutrient yang banyak dijumpaipada

buah, coklat, kacang-kacangan kering, sayuran, sereal, dan minuman. Buah-

buahanmisalnyapir, anggur, berry, cherry, dan apel mengandung setidaknya 200-

300 mg polifenol per 100 gram takaran buah segar. Segelas teh atau kopi atau satu

gelas anggur merah mengandung sekitar 100 mg polifenol. Polifenol yang

terdapatpada makanan bisa memberikan rasa pahit, rasa, warna, dan bau yang

khas. Antioksidan yang terdapat dalam polifenol sangat besar dapat mencapai

1g/d, lebih tinggi dibandingkan dengan kandungan yang adadalam fitokimia yang

lain. Contohnya 10 kali lebih tinggi dibandingkan dengan Vitamin C dan 100 kali

lebih tinggi bila dibandingkan dengan mengkonsumsi Vitamin E dan karotenoid

(Scalbert et al., 2005)

30

Gambar 2.5 Bentuk Molekul Polifenol

Bioavailabilitas yaitujumlah nutrisi yang bisa dicerna, diabsorbsi, dan

melewati tahap metabolisme normal. Bioavailabilitas masing-masing polifenol

berbeda satu dengan yang lainnya. Tidak adaketerkaitan antara banyaknya

polifenol yang dikonsumsi lewat makanan dengan bioavailabilitasnya yang

terdapat dalam tubuh manusia.

Komponen polifenol melalui pre-hidrolisa terlebih dahulu oleh enzim

intestinal dan oleh koloni mikroflora usus, sebelum diabsorbsi tubuh. Polifenol

akan terkonjugasi lalu terjadi metilasi, sulfasi danglukoronidasi di hati. Karena

bentuk yang beredar dalam darah dan jaringan berbeda sehingga susah untuk

mengidentifikasi metabolit dan mengukur aktivitas biologisnya. Yang paling

31

penting untuk menentukan laju dan tingkat absorbsi yaitu struktur kimia polifenol,

bukan dari konsentrasinya. Tempat absorbsi antar komponen polifenol juga

berbeda-beda, banyak yang diabsorbsi di traktus gastro-intestinal, intestinal, atau

bagian traktus digestivus lainnya (Bohn, 2014).

Kandungan polifenol buah delima merah yang diperiksa di UPT

Laboratorium Kimia Analitik Universitas Udayana adalah 1,56 mg/ml (Yuniari,

2015)

32

2.5.2 Antosianin

Antosianin adalah suatu jenis polifenol grup flavonoid yang palingbanyak

ditemukan pada buah-buahan dan sayuran. Antosianinadalah pigmen yang

dapatlarut dalamair, memberi warna merah, ungu dan biru pada banyak buah-

buahan, sayuran, bunga dan biji-bijian(Wang dan Stoner, 2008).

2.5.3 Struktur Kimia

Antosianinadalah derivatif polihidroksi atau polimetoksi dari 2-

fenilbenzopiriliumyang terglikosilasi, mengandung 2 cincin benzoyl (A dan B)

yang dipisahkan oleh cincin heterosilik(C) (Gambar 2.6). Dengan kata lain,

antosianin adalah senyawa antosianidin dan glukosadalamasamorganik. Ada 6

jenis antosinidin yang ditemukan dalamtanaman, yaitu cyanidin, delphinidin,

malvidin, pelargonidin, peonidin dan petunidin(Shipp dan Abdel-Aal, 2010).

Gambar 2.6 Struktur 6 jenis antosianidin, dalambentuk glukosida dengan glukosa.

33

2.5.4 Efek Fisiologis

Antosianin paling dikenal sebagai antioksidan. Beberapa

penelitianmenunjukkan bahwa selain sebagai antioksidan, antosianin juga

mempunyai efek anti-inflamasi,efek anti-diabetik, anti-kanker, dan dapat

memperbaiki profil lipid darah dan memiliki efek vasoprotektif (Wrolstad, 2001;

Shipp dan Abdel-Aal,2010).

Struktur fenolik antosianin bertanggung jawab dalamefek antioksidannya,

yaitugugus hidroksil pada posisi 3 dari cincin C dan posisi 3’, 4’, 5’ dari cincin B.

Sebagai antioksidan, antosianin bekerja sebagai scavengerROS seperti superoksid

(O2- ), singlet oksigen (‘O2), peroksida (ROO-), hidrogen peroksida (H2O2) dan

radikal hidroksil (OH.) (Wang dan Stoner, 2008).

Mekanisme efek antosianin sebagai anti-inflamasi memang

belumdiketahui, tapi suatu penelitianin vitromenunjukkan bahwa administrasi

antosianindapat menurunkan aktivasi faktor transkripsi NFKB dan menurunkan

ekspresi beberapasitokin dan mediator proinflamasi (Karlsen et al., 2007). Suatu

penelitian epidemiologi menunjukkan penurunan insidens penyakit-penyakit

inflamasi pada populasi yang mengkonsumsi makanan kaya polifenol (Spormann

et al., 2008), dan konsumsi antosianin menunjukkan berkurangnya risiko penyakit

kardiovaskular, diabetes, arthritis dan keganasan (Wang dan Stoner, 2008).

2.6 Delima

Buah delima(Punica granatum) dikenal juga sebagai pomegranate (bahasa

Inggris) merupakan tanaman buah-buahan yang bisa tumbuh hingga mencapai 5-8

34

m. Delimaadalah tumbuhan asli Persia dan daerah Himalaya di India Selatan.

Tumbuhan ini diperkirakan berasal dari Iran, tetapi telah lama dikembangbiakkan

didaerah Mediterania. Delima dipercayaada di Indonesia sejak dibawa para

pedagang Persia pada tahun 1416. Ada beberapa namadelima diberbagai daerah

diIndonesia, seperti disebut delima oleh Melayu di Sumatera,gangsalan (Jawa),

glima (Aceh), glineu mekah (Gayo), dhalima (Madura), dalima (Sunda), teliman

(Sasak), lele kase dan rumu dari Timor (Heber dan Schulman, 2006).

Tabel 2.2 Klasifikasi Ilmiah Tanaman BuahDelima

(Bhowmik et al., 2013)

Kingdom Plantae

Sub-Kingdom Tracheobionta - Tumbuhan berpembuluh (Vascular Plants)

Superdivisi Spermatophyta - Tumbuhan yang menghasilakan biji(Seed

plants)

Divisi Magnoliophyta – Tumbuhan berbunga(Flowering plants)

Kelas Magnoliopsida – Tumbuhan dikotil / berkeping

dua(Dikotiledon)

Sub-kelas Rosidae

Ordo Myrtales

Famili Punicaceae - Pomegranate family

Genus Punica L. – pomegranate

Species Punica granatum L. – pomegranate

Sinonim Punica malus

Berdasarkan warna buahnya, terdapat tiga jenis delima yang tersebar di

Indonesiayaitu delima putih, delima merah, dan delima ungu/hitam. Delima merah

adalah yang paling terkenal dari ketiga jenis tersebut.

35

I. Buah delima putih

Buah delima ini bijinya berwarna putih dan rasanya lebih sepat bila

dibandingan dengan jenis delima yang lain karena mengandung tanin yang lebih

banyak. Sudah agak jarang ditemukan.

Gambar 2.7 Buah Delima Putih (Rahmadsyah dan Riana, 2015)

II. Buah delima merah

Delima merah ini mempunyai biji yang banyak dan berwarna

merah.Banyak disajikan saat menjelang Tahun Baru Imlek bagi masyarakat Cina.

III. Buah delima ungu/hitam

Delima ini bijinya bewarna ungu. tanaman ini seringkali ditanam di

pekarangan rumah sebagai tanaman hias.

36

Gambar 2.8 Buah Delima Merah (Abbasy, 2015)

Gambar 2.9 Buah Delima Ungu (William, 2015)

37

Komposisi kandungan fitokimia terbesar dalam delima ialah polifenol

yang terdapat pada buahnya. Polifenol yang terdapat didalam delima meliputi

flavonoid (flavanol, dan antosianin), tannin terkondensasi (protoantosianidin), dan

tannin terhidrolisa (ellagitannin yaitu punicalagin dan gallotannin). Sedangkan

kulit delima mengandung flavonoid (flavonol) seperti quercetin, luteolin dan

kaempferol, serta pada kulit biji terdapat antosianin (Li et al., 2006).

Bioaktivitasfitokimia dari buah delima antara lain ialah agen antiaterogenik dan

antioksidan.

Penelitian secara in vitro dan in vivo pada sel endotel koronaria yang

dilakukan pada tikus hiperkolesterolemia membuat aktivasi faktor transkripsi

ELK-1 dan p-JUN menurun serta meningkatkan ekspresi dari eNOS, efek ini

berkaitan dengan aktivitas aterogenik. Penelitian lain dengan buah delima

ditambah minuman anggur bisa menghambat Tumor Necrosis Factor α (TNF –α)

dan aktivasi Nuclear Factor KappaB (NF-КB) pada sel endotel vaskular (Barron,

2008).

Buah delima juga dipercaya efektif dalam menurunkan faktor risiko

penyakit jantung, status oksidatif oleh makrofag, oksidasi LDL, dan formasi sel

foam. Oksidasi LDL oleh makrofag peritoneal pada tikusmenurun hingga 90%

sesudah mengkonsumsi sari buah delima. Sari buah delima juga dapat

menurunkan aktivasi sinyal kimia yang berperan merangsang terbentuknya

metastasis kanker prostat menuju tulang.

Kulit buah dan kulit pohon delima sering dipakai pada pengobatan

tradisionaluntuk obat diare, disentri, dan parasit usus. Air dan biji buah delima

38

berfungsi untuk mengobati gejala sakit jantung, kerongkongan, mata,

mencerahkan kulit,mengencangkanpayudara, hemorrhoid serta untuk

menghentikan perdarahan hidung serta gusi. Biji delima juga bisa digunakan

untuk mencegah pembekuan trombosit sehingga mencegah terbentuknya plak di

jantung dan arteri (Bhowmik, 2013).

Tabel 2.3 Kandungan Delima per 100 gram Takar (Bhowmiket al., 2013)

Kandungan Kadar Air 78,00%

Kalsium 10 mg Protein 1,60% Fosfor 70 mg Lemak 0,10% Besi 0,3 mg

Mineral 0,70% Vitamin C 16 mg

Karbohidrat 14,50% Vitamin B Kompleks Sedikit

Serat 5,10% Kalori 65

Kandungan kimia pada buah delima antara lain oleat, icosanoic, linoleat,

asam sitrat, palmitat, punicic, asam stearat,asam klorogenik, asama

malic,flavanoid, fenol seperti asam gallic, asam protocatechuic, asam caffeic,

asam ferulic, asam o- dan p-coumaric,phloridzin, katekin,dan quercetin. Buah

delima juga kaya akan antioksidan polifenol seperti asam ellagic, antosianin, dan

punicalagin (Pandey dan Rizvi, 2009).

39

2.7 Tikus Wistar (Rattus norvegicus)

2.7.1 Klasifikasi Tikus Wistar

Penelitian ini menggunakan tikus wistar jantan karena ukuran yang lebih

besar dibanding tikus-tikus jenis lain sehingga memudahkan untuk proses

pengambilan sample urin yang akan diperiksa untuk mengetahui kadar F2-

isoprostan yang dipakai sebagai biomarker berhubungan dengan stress oksidatif.

Berikut beberapa ciri dari tikus wistar, Tikus Wistar berukuran lebih besar

daripada famili tikus pada umumnya dimana ukuran tikus inibisa mencapai 40 cm

yang diukur dari hidung sampai ujung ekor dengan berat 140-500g. Tikus betina

biasanya memiliki ukuran lebih kecildibandingkan dengan tikus jantan,

warnyanya kecoklatan,kadang terdapat bercak putih atau hitam, serta mempunyai

ukuran ekor yang lebih panjang dari tubuhnya. Kematangan seksual pada tikus

jantan biasanya berkisar pada umur 3 bulan sedangkan pada tikus betina pada

umur 4 bulan(Kusumawati, 2004). Tikus ini dapat hidup hingga 4 tahun.

Tabel 2.4 Data Biologi Tikus (Russel et al., 2008)

No. Kondisi Biologi Jumlah

1. Berat badan : - Jantan

- Betina

300-400 g

250-300 g

2. Lama hidup 2,5 – 3 tahun

3. Temperatur tubuh 37,5o C

4. Kebutuhan : - air 8-11 ml/100g BB

40

- makanan 5 g/100g BB

5. Pubertas 50-60 hari

6. Lama kehamilan 21-23 hari

7. Tekanan darah : - sistolik

- diastolik

84-184 mmHg

58-145 mmHg

8. Frekuensi : - Jantung

- Respirasi

330-480/menit

66-114/menit

9. Tidal Volume 0,6-1,25 mm

Klasifikasi Tikus Wistar menurut Armitage (2006) dalam (Russel et al.,

2008) adalah sebagai berikut :

Tabel 2.5 Klasifikasi Tikus Wistar (Russel et al., 2008)

Kingdom Animalia

Filum Chordata

Kelas Mamalia

Ordo Rodentia

Famili Muridae

Genus Rattus

Spesies Rattus norvegicus

41

Gambar 2.10 Tikus Wistar (Rattus Norvegicus)

2.7.2 Pemantauan Keselamatan Tikus

Saat menggunakan tikus sebagai hewan coba, harus memperhatikan hal-

hal sebagai berikut seperti : kandang yang harus kuat, tidak mudah rusak, mudah

di bongkar pasang, mudah untuk di bersihkan, tahan dari gigitan tikus, sehingga

tikus tidak mudah lepas. Selain itu juga perlu hewan harus tampak jelas dari luar.

Tempat tidur beralaskan sekam yang mudah menyerap air. Kelembaban, suhu dan

pertukaran sirkulasi udara didalam kandang harus baik (Ngatidjan, 2006).

Kandang dibersihkan setiap hari dan alas tidur diganti, tangan perawat harus

selalu bersih ketika merawat tikus. Peneliti harus memperhatikan jika muncul

gejala sakit seperti penurunan berat badan, sukar bernafas ataupun diare.