BAB 2 TINJAUAN PUSTAKAeprints.umm.ac.id/41363/3/jiptummpp-gdl-chachaastr-46890-3-bab2.pdf ·...

16
5 BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Pembuluh Darah 2.1.1 Anatomi Pembuluh Darah Sistem peredaran darah dibagi menjadi sistem cardiovaskular, yang terdiri dari jantung, pembuluh darah, darah, dan sistem limfatik. Pembuluh darah membentuk jaringan pipa yang memungkinkan darah mengalir dari jantung ke seluruh sel-sel hidup tubuh dan kemudian kembali ke jantung. Arteri membawa darah dari jantung, sementara vena darah kembali ke jantung. Arteri dan vena yang terus-menerus dengan satu sama lain melalui pembuluh darah yang lebih kecil. Arteri cabang ekstensif untuk membentuk jaringan progresif pembuluh kecil yang disebut dengan arteriol. Sebaliknya, Vena yang berukuran kecil disebut venula (Graff,2009). Pembuluh darah utama terdiri dari trunkus pulmonalis, trunkus aorta dan cabang-cabangnya, vena kava superior, inferior dan cabang-cabangnya (Gray,2008). Menurut Van de Graff (2009), divisi utama dari aliran darah adalah sirkulasi paru dan sirkulasi sistemik. Sirkulasi paru termasuk pembuluh darah yang mengangkut darah ke paru-paru untuk pertukaran gas dan kemudian kembali ke jantung. Ini terdiri dari ventrikel kanan yang memompa darah, trunkus pulmonalis dengan valva pulmonalis, arteri pulmonalis yang mengangkut darah terdeoksigenasi ke paru-paru, kapiler paru dalam setiap paru-paru, vena pulmonalis yang transportasi oksigen darah kembali ke jantung, dan atrium kiri yang menerima darah dari vena pulmonalis. Sirkulasi sistemik melibatkan semua bagian dari tubuh yang bukan merupakan bagian

Transcript of BAB 2 TINJAUAN PUSTAKAeprints.umm.ac.id/41363/3/jiptummpp-gdl-chachaastr-46890-3-bab2.pdf ·...

Page 1: BAB 2 TINJAUAN PUSTAKAeprints.umm.ac.id/41363/3/jiptummpp-gdl-chachaastr-46890-3-bab2.pdf · inflamasi dan berkontribusi pada perubahan vaskular ... dan organ aktif secara metabolik,

5

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pembuluh Darah

2.1.1 Anatomi Pembuluh Darah

Sistem peredaran darah dibagi menjadi sistem cardiovaskular, yang

terdiri dari jantung, pembuluh darah, darah, dan sistem limfatik. Pembuluh

darah membentuk jaringan pipa yang memungkinkan darah mengalir dari

jantung ke seluruh sel-sel hidup tubuh dan kemudian kembali ke jantung. Arteri

membawa darah dari jantung, sementara vena darah kembali ke jantung. Arteri

dan vena yang terus-menerus dengan satu sama lain melalui pembuluh darah

yang lebih kecil. Arteri cabang ekstensif untuk membentuk jaringan progresif

pembuluh kecil yang disebut dengan arteriol. Sebaliknya, Vena yang

berukuran kecil disebut venula (Graff,2009). Pembuluh darah utama terdiri dari

trunkus pulmonalis, trunkus aorta dan cabang-cabangnya, vena kava superior,

inferior dan cabang-cabangnya (Gray,2008).

Menurut Van de Graff (2009), divisi utama dari aliran darah adalah

sirkulasi paru dan sirkulasi sistemik. Sirkulasi paru termasuk pembuluh darah

yang mengangkut darah ke paru-paru untuk pertukaran gas dan kemudian

kembali ke jantung. Ini terdiri dari ventrikel kanan yang memompa darah,

trunkus pulmonalis dengan valva pulmonalis, arteri pulmonalis yang

mengangkut darah terdeoksigenasi ke paru-paru, kapiler paru dalam setiap

paru-paru, vena pulmonalis yang transportasi oksigen darah kembali ke

jantung, dan atrium kiri yang menerima darah dari vena pulmonalis. Sirkulasi

sistemik melibatkan semua bagian dari tubuh yang bukan merupakan bagian

Page 2: BAB 2 TINJAUAN PUSTAKAeprints.umm.ac.id/41363/3/jiptummpp-gdl-chachaastr-46890-3-bab2.pdf · inflamasi dan berkontribusi pada perubahan vaskular ... dan organ aktif secara metabolik,

6

dari sirkulasi paru-paru. Itu termasuk atrium kanan, ventrikel kiri, aorta dengan

valva aorta, semua cabang aorta, semua kapiler selain yang di paru-paru yang

terlibat dengan pertukaran gas. Atrium kanan menerima semua vena yang

kembalinya darah oksigen dari pembuluh darah sistemik.

(Diagrampic,2009)

Gambar 2.1 Sirkulasi Darah

Sirkulasi darah dalam tubuh terdiri dari sirkulasi sistemik dan sirkulasi

paru-paru. Sirkulasi sistemik dimulai dari jantung yang memompa darah dan dibawa oleh aorta ke seluruh tubuh termasuk organ-organ dalam tubuh, lalu kembali lagi ke

jantung dibawa oleh vena cava superior dan inferior. Sirkulasi paru-paru dimulai dari

jantung yang memompa darah melalui vena pulmonalis ke paru-paru dan kembali lagi

ke jantung dibawa oleh arteri pulmonalis (Graff, 2009).

2.1.2 Histologi Pembuluh Darah

Dinding arteri biasanya mengandung tiga lapisan konsentrik atau

disebut dengan tunika. Lapisan terdalam adalah tunika intima yang terdiri dari

epitel selapis gepeng atau endotel, dan jaringan ikat subendotel dibawahnya.

Lapisan tengah adalah tunika media, terutama terdiri dari serat oto polos dan

otot polos ini menghasilkan matriks ekstraselular. Lapisan terluar adalah tunika

Page 3: BAB 2 TINJAUAN PUSTAKAeprints.umm.ac.id/41363/3/jiptummpp-gdl-chachaastr-46890-3-bab2.pdf · inflamasi dan berkontribusi pada perubahan vaskular ... dan organ aktif secara metabolik,

7

adventisia yang terdiri dari serat jaringan ikat kolagen dan elastik, terutama

kolagen tipe I. Dinding sebagian arteri muskular juga memperlihatkan dua pita

serat elastik bergelombang dan tipis yang disebut lamina elastika interna dan

lamina elastika ekstrna. Lamina elastika interna berada diantara tunika intima

dan media, sedangkan lamina elastika eksterna berada diantara tunika media

dan adventisia. (Eroschenko, 2010)

(Encyclopaedia Britannica,2008) Gambar 2.2

Susunan Lapisan Pembuluh Darah Arteri Manusia

Susunan Lapisan Pembuluh Darah Arteri terdiri dari 3 tunika, yaitu : tunika adventisia, tunika media, dan tunika intima (dari luar ke dalam). Antara tunika

adventisia dan tunika media dibatasi oleh lamina elastika eksterna, sedangkan tunika

media dan tunika intima dibatasi oleh lamina elastika interna (Eroschenko, 2010).

Edwin L. Biermann(2015) mengatakan bahwa sel-sel endotel pada

tunika intima ini dihubungkan oleh serangkaian kompleks persambungan dan

juga dihubungkan dengan jaringan ikat bawahnya, yaitu lamina basalis. Tunika

media terdiri dari sel otot polos yang tampaknya sebagai sel pembentuk

Page 4: BAB 2 TINJAUAN PUSTAKAeprints.umm.ac.id/41363/3/jiptummpp-gdl-chachaastr-46890-3-bab2.pdf · inflamasi dan berkontribusi pada perubahan vaskular ... dan organ aktif secara metabolik,

8

jaringan ikat utama dinding arteri, menghasilkan kolagen, serat elastik, dan

proteoglikan. Sedangkan pada tunika adventisia,terdiri dari vasa vasorum dan

nervus.

2.1.3 Fisiologi Pembuluh Darah

Dinding pembuluh darah terutama arteri merupakan organ aktif secara

metabolik yang harus memenuhi kebutuhan energi untuk mempertahankan

tegangan otot polos dan fungsi sel endotel dengan baik.

Setiap kali jantung berdenyut terdapat gelombang darah baru yang

mengisi arteri (Guyton & Hall, 2013). Menurut Kenneth S. Saladin(2012), jika

arteri kaku dan tidak mempunyai distensibilitas, tekanan akan naik jauh lebih

tinggi di sistol dan drop untuk hampir nol di diastol. Tetapi ketika arteri sehat,

mereka memperluas dengan masing-masing sistol dan menyerap beberapa

kekuatan darah untuk dipompakan. Kemudian, ketika jantung dalam diastol,

elastisitas mereka mempertahankan tekanan darah dan mencegah tekanan

darah jatuh ke nol. Dengan demikian, arteri yang elastis "memuluskan"

fluktuasi tekanan dan mengurangi stres pada arteri yang lebih kecil. Arteri kecil

dan arteriol disebut juga sebagai pembuluh resistensi karena mereka adalah

tempat utama dari resistensi perifer (Barrett et al, 2010) Tekanan dipengaruhi

oleh resistensi, dan aliran dipengaruhi oleh keduanya. Darah mengalir lebih

cepat jika di tengah pembuluh darah, di mana ia bertemu sedikit gesekan, dan

lebih lambat jika dekat dengan dinding, di mana ia mengalami gesekan pada

dinding pembuluh darah. Ketika pembuluh darah melebarkan, sebagian besar

darah dalam tengah pembuluh dan aliran rata mungkin cukup cepat. Ketika

Page 5: BAB 2 TINJAUAN PUSTAKAeprints.umm.ac.id/41363/3/jiptummpp-gdl-chachaastr-46890-3-bab2.pdf · inflamasi dan berkontribusi pada perubahan vaskular ... dan organ aktif secara metabolik,

9

pembuluh mengalami konstriksi, banyak darah yang lebih dekat dengan

dinding sehingga menurunkan aliran darah (Saladin, 2012).

Metabolisme arteri menunjukkan bikimiawi sel otot polos. Terdapat

cara anabolik dan katabolik. Sel ini metabolisme glukosa dengan cara

anaerobik dan glikolisis aerobik. Sel dinding arteri dapat mensintesis asam

lemak, kolesterol, fosfolipid, dan trigliserida dari substrat endogen untuk

memenuhi kebutuhan strukturalnya, tetapi sel otot polos lebih mengutamakan

penggunaan lipid dari lipoprotein plasma yang dihantarkan ke dinding.

Lipoprotein yang melintasi sel endotel melalui vesikel pinositotik. Sel otot

polos mempunyai reseptor permukaan khusus dengan afinitas tinggi terhadap

apoprotein tertentu pada permukaan lipoprotein kaya akan lipid, sehingga

memudahkan masuknya lipoprotein ke dalam sel melalui endositosis adsorptif.

(Biermann,2015).

2.1.4 Anatomi-Histologi-Fisiologi pada Tikus dan Mencit

Tikus putih (Rattus norvegicus) dan mencit (Mus musculus) merupakan

hewan uji yang sering digunakan pada berbagai penelitian. Hampir 99% gen

dari tikus mempunyai kemiripan dengan gen manusia, sehingga membuat

hewan ini menjadi obyek penelitian yang meneliti fungsi dari tubuh manusia

seperti jantung, hati, pembuluh darah, ginjal, organ reproduksi dan lain-lain.

Perbandingan antara manusia, tikus putih, dan mencit dapat dilihat pada tabel

berikut:

Page 6: BAB 2 TINJAUAN PUSTAKAeprints.umm.ac.id/41363/3/jiptummpp-gdl-chachaastr-46890-3-bab2.pdf · inflamasi dan berkontribusi pada perubahan vaskular ... dan organ aktif secara metabolik,

10

Tabel 2.1 Perbandingan Anatomi-Histologi-Fisiologi Arteri pada Manusia, Tikus

putih (Rattus norvegicus) dan mencit (Mus musculus) Manusia Tikus Putih Mencit

Diameter aorta 26.35 mm 1.6 mm 1.06 mm

Lapisan Arteri Tunika intima,

tunika media, tunika adventisia

Tunika intima,

tunika media, tunika adventisia

Tunika intima,

tunika media, tunika adventisia

Lapisan Arteri:

tunika intima

Jaringan ikat Tidak terlihat Tidak diketahui

Lapisan Arteri:

tunika media

Otot polos Otot polos Tidak diketahui

Lapisan Arteri:

tunika adventisia

Jaringan ikat

kolagen

Jaringan ikat

kolagen

Tidak diketahui

(Khan et al,2006)

2.2 Aterosklerosis

2.2.1 Definisi

Aterosklerosis adalah penyakit multifaktorial dan progresif dengan fitur

patofisiologi metabolisme lipid yang tidak teratur, inflamasi, dan

trombosis(Kwan Kyu Park & Sung Won Youn,2015). Lipid dan bahan fibrosa

menumpuk di tunika intima dan tunika media. Perkembangan lesi

aterosklerosis yang terjadi disertai dengan inflamasi dan penumpukan limfosit

dan makrofag pada lesi, terutama makrofag yang memproduksi sitokin

inflamasi dan berkontribusi pada perubahan vaskular (Ivanova et al,2015)

2.2.2 Etiologi

Etiologi aterosklerosis tidak diketahui, tetapi ada beberapa faktor yang

berkontribusi terhadap perkembangan plak aterosklerosis.

Menurut Edwin L. Biermann(2015), metabolisme arteri menunjukkan

biokimiawi sel otot polos. Sel dinding arteri dapat mensintesis asam lemak,

kolesterol, fosfolipid, dan trigliserida dari substan endogen untuk memenuhi

kebutuhan strukturalnya (pengisian kembali membran), tetapi sel otot polos

tampaknya lebih mengutamakan penggunaan lipid dari lipoprotein plasma

Page 7: BAB 2 TINJAUAN PUSTAKAeprints.umm.ac.id/41363/3/jiptummpp-gdl-chachaastr-46890-3-bab2.pdf · inflamasi dan berkontribusi pada perubahan vaskular ... dan organ aktif secara metabolik,

11

yang dihantarkan ke dinding. Lipoprotein yang beredar melintasi sel melalui

vesikel pinositotik. Sel otot polos mempunyai reseptor permukaan khusus

dengan dengan afinitas yang tinggi terhadap apoprotein tertentu pada

permukaan lipoprotein yang kaya lipid, sehingga memudahkan masuknya

lipoprotein ke dalam sel melalui endositosis adsortif. Akan tetapi, kolesterol

lipoprotein dapat menambah masuknya ke dalam sel otot polos dengan cara

tidak tergantung reseptor yang tidak diatur, secara potensial menyebabkan

akumulasi esterkolesterol. Selain itu, sel endotelial dan sel otot polos mampu

mengeluarkan berbagai molekul pengatur pertumbuhan, sehingga sel

endotelial dapat mengatur tonus vaskuler dengan pengeluaran molekul yang

menghasilkan vasokonstriksi atau vasodilatasi seperti NO dan dapat

mengeluarkan sitokin dan pelekatan molekul yang mempengaruhi interaksi sel

darah yang beredar. Namun, tidak satupun reaksi biokimiawi yang dianggap

bertanggung jawab terhadap terjadinya aterosklerosis.

Edwin L Biermann (2015) juga mengatakan bahwa pada usia arteri

normal, sel otot polos dan jaringan ikat berkumpul secara difus dalam intima,

mengakibatkan penebalan progresif, bersama dengan akumulasi progresif dari

sfingomielin dan linoleat kolesterol. Selain itu, secara fungsional perubahan

bertambahnya usia ini mengakibatkan peningkatan kekakuan pembuluh darah

secara bertahap.jumlah penyokong eksternal juga menentukan kemampuan

pembuluh darah, kelemahan karena hilangnya elastisitas, terhadap tekanan

hidrostatik berlawanan, sehingga hal ini juga memungkinkan untuk terjadinya

aterosklerosis.

Page 8: BAB 2 TINJAUAN PUSTAKAeprints.umm.ac.id/41363/3/jiptummpp-gdl-chachaastr-46890-3-bab2.pdf · inflamasi dan berkontribusi pada perubahan vaskular ... dan organ aktif secara metabolik,

12

2.2.3 Patogenesis

Aterosklerosis diawali oleh paparan lemak yang beruntun. Setelah itu

terjadilah disfungsi endotel. Endotel adalah lapisan sel yang memisahkan darah

dari dinding pembuluh darah. Endotel adalah penghalang yang sangat selektif

dan organ aktif secara metabolik, dan memainkan peran penting dalam

pemeliharaan homeostasis vaskular dengan menjaga keseimbangan antara

vasodilatasi dan vasokonstriksi (Kyoung-Ha Park & Woo Jung Park, 2015).

Menurut Jordan B. Strom dan Petter Libby (2011), faktor predisposisi dari

terbentuknya aterosklerosis adalah peran dari stress hidrodinamik. Lapisan

laminar yang seharusnya memproduksi NO sebagai vasodilator, agregasi

platelet, dan anti-inflamasi, tidak hanya memproduksi tersebut, melainkan juga

mengekspresikan antioksidan enzim superoksida dismutase, untuk menjaga

oksigen reaktif yang diproduksi oleh iritasi kimia atau iskemik sementara.

Disfungsi endotel juga bisa disebabkan oleh paparan dari lingkungan kimia

yang toksik.

Disfungsi endotel pada arteri mengakibatkan pajanan pada jaringan

endotel terhadap konsentrasi konstituen plasma yang meningkat. Hal ini dapat

mencetuskan serangkaian kejadian meliputi perlekatan monosit dan trombosit,

migrasi monosit ke dalam tunika intima menjadi makrofag, agregasi trombosit,

dan produk sekresi makrofag, termasuk faktor pertumbuhan dan sitokin. Dalam

hubungan konsentrasi konstituen plasma, termasuk juga lipoprotein dan

hormon seperti insulin.(Biermann, 2015). Selain itu, juga terjadi peningkatan

permeabilitas endotel yang menyebabkan masuknya LDL (Low-density

lipoprotein) ke tunika intima. LDL berakumulasi di sel endotel dengan binding

Page 9: BAB 2 TINJAUAN PUSTAKAeprints.umm.ac.id/41363/3/jiptummpp-gdl-chachaastr-46890-3-bab2.pdf · inflamasi dan berkontribusi pada perubahan vaskular ... dan organ aktif secara metabolik,

13

dari komponen matriks ekstraselular yang disebut proteoglikan (Strom &

Libby, 2011). Penebalan Tunika intima yang disebabkan oleh proliferasi sel

otot polos berdiri pada awal pembentukan plak. Sel yang berpoliferasi akan

menyimpan matriks jaringan ikat dan mengakumulasi lipid.

Dengan demikian paparan yang berulang menyebabkan disfungsi

endotel, peningkatan permeabilitas endotel, peningkatan bertahap pada sel otot

polos, monosit, trombosit, makrofag, dan lipid.

2.2.4 Faktor resiko

Di abad ke 20, telah dipercaya bahwa aterosklerosis berhubungan

dengan proses bertambahnya usia. Tetapi di tahun 1948, Frangmiham Heart

Study menjelaskan hubungan antara sesuatu yang spesifik dengan penyakit

cardiovaskular,seperti membangun konsep dari faktor resiko aterosklerosis.

Menurut Jordan B. Strom dan Petter Libby (2011) dalam buku

Pathophysiology of Heart Disease, faktor-faktor resiko dari aterosklerosis

diantaranya lain adalah :

a. Dyslipidemia

Seperti yang diketahui, peningkatan sirkulasi dari LDL berkorelasi

dengan meningkatnya kejadian aterosklerosis. Hal ini dikarenakan adipositas

memegang peranan inti dalam kenaikan kolesterol dan trigliserida. Kenaikan

kolesterol disertai dengan kenaikan konsentrasi LDL. LDL dapat berakumulasi

di ruang subendotelial dan mengalami modifikasi kimia yang berlanjut

menyebabkan kerusakan tunika intima. Hal ini menyebabkan inisiasi dari

perkembangan aterosklerosis. LDL juga dikenal sebagai lemak jahat. Slain itu,

kenaikan kadar trigliserida yang disertai kenaikan VLDL (Very low-density

Page 10: BAB 2 TINJAUAN PUSTAKAeprints.umm.ac.id/41363/3/jiptummpp-gdl-chachaastr-46890-3-bab2.pdf · inflamasi dan berkontribusi pada perubahan vaskular ... dan organ aktif secara metabolik,

14

lipoprotein) dan IDL (Intermediate-density lipoprotein) juga dapat

menyebabkan perkembangan dari aterosklerosis.

b. Merokok

Merokok dapat menyebabkan mudah terkena aterosklerosis dengan

beberapa cara, seperti menurunkan sirkulasi HDL (high-density lipoprotein),

disfungsi endotel yang menyebabkan hipoksia jaringan dan meningkatkan stres

oksidasi, meningkatkan pelekatan platelet, dan menggantikan posisi oksigen

dengan karbon monoksida di hemoglobin. Peningkatan HDL akan mencegah

dari aterosklerosis karena HDL mentransportasikan kolesterol dari jaringan

perifer menuju ke hati, sehingga jika kadar HDL turun akan menginisiasi

aterosklerosis. Hipoksia jaringan menimbulkan kemampuan degenerasi enzim

lisosomal yang berkurang, seperti ditandai oleh gangguan degradasi LDL oleh

sel otot polos, menyebabkan kolesterol yang berasal dari LDL terkumpul

didalam sel (Biermann,2015).

c. Hipertensi

Peningkatan tekanan darah menambah resiko dari pembentukan

aterosklerosis, CHD, and stroke. Penelitian pada hewan coba menunjukkan

bahwa jika terjadi peningkatan tekanan darah akan merusak endotel vaskuler

dan meningkatkan permeabilitas lipoprotein pada endotel. Kerusakan endotel

meningkatkan stress hemodinamik yang menyebabkan penambahan reseptor

untuk makrofag, yang kemudian meningkatkan jumlah dari foam cell. Selain

itu, hipertensi dapat meningkatkan sel otot polos produksi proteoglikan yang

berikatan dengan LDL, meningkatkan jumlah proteoglikan dan LDL di tunika

intima, dan memfasilitasi modifikasi oksidatif. Bahkan, Angiotensin II disini

Page 11: BAB 2 TINJAUAN PUSTAKAeprints.umm.ac.id/41363/3/jiptummpp-gdl-chachaastr-46890-3-bab2.pdf · inflamasi dan berkontribusi pada perubahan vaskular ... dan organ aktif secara metabolik,

15

bertindak bukan sebagai vasokonstriktor tetapi juga sebagai stimulator dari

stress oksidatif dan sebagai proinflamatorry sitokin.

d. Diabetes Melitus

Predisposisi aterosklerosis pada pasien diabetes berperan pada proses

glikosilasi non-enzimatik lipoprotein. Diabetes juga megalami gangguan fungsi

endotel, hal ini diukur dari terjadi penurunan bioavaibilitas dari NO dan

meningkatnya adesi leukosit. Diabetes melitus mempunyai hubungan yang erat

dengan hiperglikemia. Edwin L Biermann(2015) mengatakan bahwa

hiperglikemia mempengaruhi metabolisme aorta. Produk metabolisme glukosa

yang disebut sorbitol terakumulasi dalam dinding arteri dan mengakibatkan

efek osmotik yang meliputi naiknya kandungan air sel dan menurunkan

oksigenasi.

e. Kurangnya aktifitas fisik

Latihan fisik mungkin bisa mengurangi kejadian aterosklerosis. Selain

menguntungkan pada profil lipid dan tekanan darah, latihan fisik juga

menambah sensitivitas insulin dan produksi NO dari endotel. Diketahui bahwa

NO mempunyai peran merelaksasi otot polos dan dinding arteriol. Sel endotel

yang melapisi kompleks pembuluh darah akan menghasilkan NO di setiap

tekanan dan akan berdifusi ke dasar sel otot polos, sehingga memungkinkan

darah lewat dengan mudah (Rohilla et al, 2012).

f. Estrogen

Estrogen merupakan sebagian dari ateroprotektif. Fisiologi estrogen di

wanita premenopause meningkatkan HDL dan menurunkan LDL. Estrogen

juga berpotensi sebagai antioksidan,sebagai anti platelet dan memperbaiki

Page 12: BAB 2 TINJAUAN PUSTAKAeprints.umm.ac.id/41363/3/jiptummpp-gdl-chachaastr-46890-3-bab2.pdf · inflamasi dan berkontribusi pada perubahan vaskular ... dan organ aktif secara metabolik,

16

vasodilatasi dari endotel. Penurunan kadar estradiol, yang merupakan hormon

antioksidan, akan menurunkan ekspresi protein enzim antioksidan, sehingga

penurunan bioavailabilitas NO dapat terjadi (Borgo et al, 2015).

2.3 Monosodium Glutamat (MSG)

Monosodium glutamat (MSG) adalah garam natrium dari asam glutamat

asam amino non-esensial, salah satu asam amino yang paling banyak ditemukan di

alam. Asam glutamat terdiri dari dua bentuk yaitu bentuk bebas dan bentuk terikat

dengan protein (Beyreuther et al, 2006). Asam glutamat bebas tersebut dapat

bereaksi dengan ion sodium (natrium) membentuk garam MSG. Glutamat dianggap

sebagai salah satu komponen penting didalam protein dan MSG banyak dalam

makanan yang kaya mengandung protein, seperti: susu, daging, ikan, keju, produk

tomat, dan kecap (Gani et al, 2013). Sukawan (2008) menyatakan bahwa perbedaan

struktur kimia MSG dengan asam glutamat hanya terletak pada salah satu gugus

karboksil asam glutamat yang mengandung hidrogen diganti dengan natrium

sehingga membentuk MSG dan kandungan MSG terdiri dari glutamat, natrium, dan

air dengan persentase masing-masing 78,2%, 12,2%, dan 9,6%.

2.3.1 Monosodium Glutamat (MSG) dalam Tubuh Manusia

Glutamat diproduksi oleh tubuh dan memegang peranan penting dalam

metabolisme (Gani et al, 2013). Glutamat diserap ditransaminasikan dengan

piruvat ke bentuk alanin. Alanin tersebut bersama asam amino dikarboksilat

menghasilkan aketoglutarat atau oksaloasetat. Sebagian glutamat

dikonversikan oleh usus dan hati ke bentuk mukosa dan laktat, kemudian

dialirkan ke dalam darah perifer (Sukawan, 2008).

Page 13: BAB 2 TINJAUAN PUSTAKAeprints.umm.ac.id/41363/3/jiptummpp-gdl-chachaastr-46890-3-bab2.pdf · inflamasi dan berkontribusi pada perubahan vaskular ... dan organ aktif secara metabolik,

17

(Nordic Food Lab,2015)

Gambar 2.3

Struktur kimia MSG

MSG memiliki satu karbon asimetrik yaitu karbon empat dari kiri. Karbon tersebut terikat oleh empat gugus yang saling berbeda sehingga merupakan bentuk

isomer yang aktif (Sukawan,2008).

Glutamat merupakan prekursor penting untuk molekul bioaktif dan juga

merupakan prekursor dari GABA, suatu neurotransmitter penting dalam sistem

saraf pusat (Jinap & Hajeb, 2010). Selain itu, glutamat juga berperan sebagai

energi beberapa jaringan tertentu dan substrat untuk sintesis glutathione

(Sharma & Deshmukh, 2015). Rata-rata asupan harian MSG diperkirakan 1,0

g di negara-negara berkembang, tetapi terkadang bisa lebih tinggi, tergantung

pada isi MSG dari makanan individu tersebut (Beyreuther et al, 2006). Dalam

sehari asupan MSG dibatasi maksimal 2,5 – 3,5 g (berat badan 50 – 70 kg), dan

tidak boleh dalam dosis tinggi sekaligus (Ardyanto, 2004).

Dalam tubuh manusia, MSG mempunyai banyak efek negatif. Hampir

seluruh organ tubuh dapat terkena efek negatif MSG ini, seperti jaringan otak,

jantung,bronkus, hati, ginjal, dan usus halus. Selain itu, metabolisme tubuh

juga terpengaruh sehingga dapat menyebabkan obesitas dan kerusakan sistem

metabolisme tubuh. Pada dosis tertentu konsumsi MSG menyebabkan timbul

suatu reaksi alergi yang disebut “Chinese Restaurant Syndrome”. Sindrom ini

akan memiliki onset mereka sekitar 20 menit setelah memulai makan termasuk

Page 14: BAB 2 TINJAUAN PUSTAKAeprints.umm.ac.id/41363/3/jiptummpp-gdl-chachaastr-46890-3-bab2.pdf · inflamasi dan berkontribusi pada perubahan vaskular ... dan organ aktif secara metabolik,

18

mati rasa atau terbakar di bagian belakang leher, menjalar ke kedua lengan dan

kadang-kadang ke dada depan, yang dikaitkan dengan kelemahan dan palpitasi

(Husarova & Ostatnikova, 2013).

2.3.2 Monosodium Glutamat (MSG) pada Pembuluh Darah

Monosodium Glutamat (MSG) dapat menjadi penyebab dari stres

oksidatif seperti lipid peroksidase (LPO); enzim yang menginisiasi radikal

bebas seperti xanthine oksidase (XOD); enzim pembersih radikal bebas seperti

superoksida dismutase (SOD), catalase (CAT), glutathione (GSH); dan, enzim

metabolisme seperti glutathione peroxidase (GPx), dan glutathione reductase

(GR). Hasil penelitian dari Kuldip Singh dan Pushpa Ahluwalia (2012)

menyebutkan bahwa terjadi peningkatan yang signifikan pada LPO dan XOD,

sedangkan pada enzim SOD,CAT,GSH,GPx, dan GR mengalami penurunan

yang signifikan.

Kuldip Singh dan Pushpa Ahluwalia (2012) mengatakan radikal

oksigen mungkin menyebabkan terbentuknya reaksi berantai dari biomembran

yang disebut lipid peroksidase (LPO). Langkah pertama adalah reaksi inisiasi,

yang dimulai dengan mengambil atom hidrogen dari PUFA (poly-unsaturated

fatty acid) oleh oksigen radikal.

Xanthine oksidase (XOD), enzim serbaguna yang didistribusikan secara

luas dari bakteri untuk manusia, terutama sebagai NAD+ yang bergantung pada

xanthine dehidrogenase (XDH). XDH adalah enzim sitoplasma terlibat dalam

hidroksilasi hipoksantin untuk xantin dan oksidasi untuk asam urat dan sumber

yang relevan dari oksidan di pembuluh darah . XDH dapat mengalami

proteolisis terbatas atau oksidasi residu sistein untuk menghasilkan bentuk

Page 15: BAB 2 TINJAUAN PUSTAKAeprints.umm.ac.id/41363/3/jiptummpp-gdl-chachaastr-46890-3-bab2.pdf · inflamasi dan berkontribusi pada perubahan vaskular ... dan organ aktif secara metabolik,

19

XOD. Studi sebelumnya telah mengungkapkan sistematis diregulasi XOD

peradangan, diabetes, dan penyakit kardiovaskular (Miric et al, 2013). XOD,

mengkatalisis oksidasi hipoksantin atau xanthine untuk asam urat dan

menghasilkan superoksida radikal (O2.-). H2O2 terbentuk dari O2

.- dan bisa

dikonversi menjadi hidroksil radikal yang sangat reaktif (OH) yang mengarah

ke stress oksidatif yang tinggi sebagai akibat dari oksidasi molekul biologis

(Singh dan Ahluwalia, 2012).

Jumlah SOD juga mempengaruhi terjadinya stress oksidatif pada

pembuluh darah. SOD dianggap baris pertama pertahanan terhadap efek

merusak dari radikal oksigen dalam sel, dan mencari radikal oksigen reaktif

dengan mengkatalisis dismutasi O2.- radikal untuk H2O2 dan O2 (Singh dan

Ahluwalia, 2012).

Catalase (CAT) melindungi sel-sel dari akumulasi H2O2 oleh

dismutating untuk membentuk H2O dan O2, atau dengan menggunakannya

sebagai oksidan, di mana ia bekerja sebagai peroksidase. Oleh karena itu,

penurunan aktivitas CAT diamati dalam karya ini bisa disebabkan kurang

ketersediaan NADH sebagai lipogenesis MSG (Onyema et al, 2006).

Glutathione (GSH), tripeptida yang dipertahankan dalam mengurangi

kondisi efisien glutation peroksidase/glutathione sistem reduktase. GSH adalah

antioksidan endogen ampuh yang membantu melindungi sel-sel tubuh dari

jumlah rangsangan berbahaya termasuk oksigen berasal dari radikal bebas

(Onyema et al, 2006). Penurunan GSH secara significant akan disertai dengan

peningkatan LPO. GSH ini berhubungan dengan GPx dan GR. GPx

mengkatalisis pengurangan berbagai molekul hidrogen peroksida (ROOH dan

Page 16: BAB 2 TINJAUAN PUSTAKAeprints.umm.ac.id/41363/3/jiptummpp-gdl-chachaastr-46890-3-bab2.pdf · inflamasi dan berkontribusi pada perubahan vaskular ... dan organ aktif secara metabolik,

20

H2O2). GPx bekerja sama dengan GSH di dalam komposisi hidrogen

peroxidase atau hidroperoksidase lainnya, sehingga melindungi sel dari stres

oksidatif (Ismail et al, 2012).