i

DAFTAR ISI

Halaman

COVER DEPAN ………………………………………………………………. . i

SAMPUL DALAM .............................................................................................. ii

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

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

PERNYATAAN BEBAS PLAGIAT ………………………………………….. . v

UCAPAN TERIMAKASIH .................................................................................. viii

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

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

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

DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... xv

DAFTAR TABEL ................................................................................................ xvi

DAFTAR SINGKATAN DAN LAMBANG ....................................................... xvii

DAFTAR LAMPIRAN ......................................................................................... xviii

BAB 1

............................................................................................................................... PEN

DAHULUAN ........................................................................................................ 1

1.1 ........................................................................................... Latar

Belakang 1

1.2

Rumusan Masalah .................................................................. 8

1.3

Tujuan Penelitian .................................................................... 9

1.4

Manfaat Penelitian .................................................................. 9

BAB II KAJIAN PUSTAKA ............................................................... 10

ii

2.1

Proses Penuaan ....................................................................... 10

2.1.1

Faktor yang mempengaruhi penuaan ..................................... 11

2.1.2 ............................................................................. Teori

proses penuaan 11

2.1.2 ............................................................................. Teori

pakai rusak 13

2.1.2 ............................................................................. Teori

proses program 15

2.2 Gejala klinis penuaan ................................................. 17

2.3 Proses penuaan pada kulit .......................................... 19

2.3.1 ............................................................................. Kulit 19

2.3.2

Definisi penuaan pada kulit .................................................... 22

2.3.3

Mekanisme penuaan pada kulit ............................................... 24

2.4 Sinar Ultraviolet ......................................................... 26

2.4.1 ............................................................................. Efek

akut radiasi sinar ultraviolet ................................................................................. 28

2.4.1 ............................................................................. Efek

kronis radiasi sinar ultraviolet .............................................................................. 30

2.5 Photoaging ………… ................................................. 30

2.6 Matriks metalloproteinase .......................................... 31

2.6.1

Terminologi ............................................................................ 31

2.6.2

Klasifikasi MMPs .................................................................. 31

2.6.3

Mekanisme kerusakan kolagen pada photoaging .................... 32

iii

2.7 Asam hyaluronat ......................................................... 34

2.7.1 Termonologi .................................................. 34

2.7.2 Struktur kimia ............................................... 35

2.7.3 Berat molekul. ............................................... 36

2.7.4 Konsentrasi dalam jaringan .......................... 36

2.7.5 Metabolisme ................................................................ 37

2.7.6 Biosintesis ................................................................... 37

2.7.7 Katabolisme................................................................. 38

2.7.8 Ketahanan dalam jaringan .......................................... 38

2.7.9 Fungsi ....................................................................... 39

2.7.10 Biokompatibilitas ....................................................... 39

2.8 Filler ……………… ............................................................... 40

2.9 Signaling asam hyaluronat ..................................................... 41

2.10 Aktivitas antioksidan dari asam hyaluronat ........................... 42

BAB III KERANGKA BERPIKIR, KONSEP DAN HIPOTESIS ................

PENELITIAN……….. ...................................................................... 46

3.1 Kerangka Berpikir .................................................................. 46

3.2 Konsep ……......... .................................................................. 46

3.3 Hipotesis Penelitian ................................................................ 47

BAB IV METODE PENELITIAN ................................................................. 48

4.1 Rancangan Penelitian ............................................................. 48

4.2 Tempat dan Waktu Penelitian ................................................ 49

4.3 Subjek dan Sampel ................................................................. 49

4.3.1 Variabilitas Populasi .................................................. 49

4.3.2 Kriteria Subjek ............................................................ 49

4.3.2.1 Kriteria Inklusi .............................................. 49

iv

4.3.2.2 Kriteria Drop-Out .......................................... 50

4.3.4 Penghitungan Besar Sampel ....................................... 50

4.3.4 Teknik Penentuan Sampel .......................................... 51

4.4 Variabel Penelitian ................................................................. 51

4.4.1 Klasifikasi Variabel .................................................... 51

4.4.2 Definisi Operasional Variabel .................................... 52

4.5 Bahan dan Instrumen Penelitian ............................................. 53

4.6 Hewan percobaan ................................................................... 54

4.7 Prosedur penelitian ................................................................. 55

4.8 Alur penelitian ....................................................................... 61

4.9 Analisi penelitian ................................................................... 62

BAB V HASIL PENELITIAN ....................................................................... 63

5.1 Analisis Deskriptif .................................................................. 63

5.2 Uji Normalitas Data ............................................................... 66

5.3 Uji Homogenitas Data ............................................................. 66

5.4 Uji Komparabilitas Data ......................................................... 67

BAB VI PEMBAHASAN HASIL PENELITIAN .......................................... 69

6.1 Subjek Penelitian .................................................................... 69

6.2 Distribusi dan homogenitas data hasil penelitian .................... 70

6.3 Pengaruh pemberian asam hyaluronat intradermal terhadap

Ekspresi MMP-1 .................................................................... 70

BAB VII SIMPULAN DAN SARAN ............................................................... 77

7.1 Simpulan………….. ............................................................... 77

7.2 Saran …………………… ....................................................... 77

DAFTAR PUSTAKA…………………. .............................................................. 78

LAMPIRAN……………………………. ............................................................. 85

v

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Anatomi kulit ........................................................................................ 22

Gambar 2.2 Efek sinar ultraviolet terhadap kulit ...................................................... 28

Gambar 2.3 Penempatan asam hyaluronat pada lapisan dermis .............................. 41

Gambar 2.4Signaling pathway asam hyaluronat pada reseptor CD44 ...................... 42

Gambar 2.5Mekanisme kerja aktivitas antioksidan asam hyaluronat ....................... 43

Gambar 2.6Penghambatan efek ROS oleh asam hyaluronat dan penghambatan

................................................................................................................................... lev

el fosforilasi SEK1/JNK c-jun oleh H2O ................................................................. 45

Gambar 3.1 Skema konsep penelitian ....................................................................... 46

Gambar 4.1 Rancangan Penelitian ........................................................................... 48

Gambar 4.2 Bagan Alur Penelitian .......................................................................... 61

Gambar 5.1 Hasil pemeriksaan Immunohistokimia jaringan dermis tikus .............. 64

Gambar 5.2 Perbandingan rerata ekspresi MMP-1 antar kelompok ......................... 68

vi

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1 Terminologi asam hyaluronat dan bidang penggunaan ......................... 35

Tabel 2.2 Kandungan asam hyaluronat pada jaringan ........................................... 37

Tabel 5.1 Hasil analisa deskriptif data ekspresi MMP-1 ....................................... 64

Table 5.2 Hasil uji normalitas data antar kelompok .............................................. 66

Table 5.3 Hasil uji homogenitas data antar kelompok .......................................... 66 68

Table 5.4 Rerata ekspresi MMP-1 antar kelompok ............................................... 67

Table 5.5 Analisis LSD perbandingan rerata ekspresi MMP-1 antar kelompok ... 68

vii

DAFTAR SINGKATAN DAN LAMBANG

SINGKATAN

AAM : Anti Aging Medicine

AP : Activator Protein

COL1A1 : Kolagen tipe 1

CTGF : Connective Tissue Growth Factor

DAB : Diaminobenzidine

DHEA : Dehydroepiandrosterone

DNA : Deoxyribonucleic Acid

ECM : Extracellular Matrix

ERK : Extracellular Signal regulated Kinase

eV : electron Volt

FBS : Fetal Bovine Serum

GF : Growth Factor

H2O2 : Hidrogen Peroksida

HA : Hyaluronic Acid

ID :Intra Dermal

IGF-1 : Insulin like growth factor-1

IHC : Immunohistochemistry

IL-1 : Interleukin-1

viii

IL-6 : Interleukin-6

IM : Intra Muskular

JNK : c-Jun Amino-terminal Kinase

LSD : Least Significance Difference

MAP kinase : Mitogen-Activated Protein kinase

MED : Minimal Erythema Dose

MMP : Matrix Metallo-Proteinase

mRNA : Ribonucleic Acid messanger

NF-kB : Nuclear Factor kappa-B

ODC : Ornithine Decarboxylase

OH● : Radikal Hidroksil

PBS : Phospate Buffered Saline

ROS : Reactive Oxygen Species

TGF-β : Transforming Growth Factor β

TIMP-1 : Tissue factor Inhibitor of Metaloproteinase 1

TNF-α : Tumor Necroting Factor α

UNUD : Universitas Udayana

UV : Ultraviolet

UVA : Ultraviolet A

UVB : Ultraviolet B

UVC : Ultraviolet C

ix

LAMBANG

α : Alfa

β : Beta

μ : Mikro

x

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1 Keterangan Kelaikan Etik (Ethical Clearance) ..................................... 85

Lampiran 2 Surat Keterangan Penelitian dan Pemeriksaan IHC .............................. 86

Lampiran 3 Analisis Data MMP-1 antar kelompok .................................................. 87

Lampiran 4Analisis Data dengan SPSS .................................................................... 90

Lampiran 5 Proses Penelitian-Injeksi Asam Hyaluronat .......................................... 100

xi

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Proses penuaan merupakan proses yang terjadi seiring dengan berjalannya waktu

dari hari ke hari dimana adanya progresivitas berbagai perubahan dalam tubuh manusia baik

yang bersifat normal maupun patologis.

Penuaan adalah proses dimana hilangnya kemampuan organ tubuh (termasuk kulit) secara

perlahan untuk memperbaiki atau mengganti diri dan mempertahankan struktur serta fungsi

normalnya (Yaar dan Gilchrest, 2007). Penurunan fungsi tubuh tersebut akan

mengakibatkan munculnya tanda dan gejala proses penuaan, yang terbagi menjadi dua

bagian besar yaitu tanda psikis dan tanda fisik. Tanda psikis diantaranya menurunnya gairah

hidup, sulit tidur, kecemasan, mudah tersinggung dan merasa tidak berarti lagi. Sedangkan

tanda fisik yang bisa terlihat adalah penurunan massa otot, peningkatan lapisan lemak, daya

ingat yang berkurang, fungsi seksual yang terganggu, kemampuan kerja yang menurun,

masalah sakit tulang dan timbulnya kerutan pada kulit (Pangkahila, 2007).

Ada beberapa faktor penting yang sangat erat kaitannya dengan proses penuaan yang

terjadi seperti radikal bebas, berkurangnya kadar hormonal, proses glikosilasi, metilasi,

apoptosis, sistem kekebalan yang menurun dan faktor genetik, yang tergolong sebagai

faktor internal. Di samping itu ada juga faktor dari luar (eksternal) yang berpengaruh,

seperti gaya hidup yang tidak sehat, diet yang tidak sehat, kebiasaan yang salah, polusi

lingkungan, radiasi sinar ultraviolet, stress dan kemiskinan (Pangkahila, 2007).

Pada proses penuaan, kulit yang adalah bagian tubuh terluar bisa menjadi parameter secara

kasat mata. Kulit tidak terhindar dari proses penuaan tersebut, apalagi kulit adalah bagian

yang paling rentan terkena faktor-faktor eksternal seperti paparan radiasi ultraviolet dan

polutan yang lain. Proses penuaan yang disebabkan oleh radiasi kronis ultraviolet sinar

matahari disebut sebagai Photoaging (Gilchrest dan Krutman, 2006), dimana penuaan

terjadi akibat efek buruk dari radiasi ultraviolet secara kronis yang berkolaborasi dengan

gejala penuaan kronologis. Proses yang bersifat kumulatif kronis ini dapat menyebabkan

xii

berbagai macam gangguan pada kulit seperti pada arsitektur kulit (textur kulit) dan yang

paling menjadi perhatian adalah penuaan dini kulit secara keseluruhan (photoaging), begitu

juga bisa terjadinya kanker kulit (Walker dkk., 2003; Quan dkk., 2009). Kerusakan pada

organ terluar dari manusia ini bisa terlihat secara klinis (baik dari keluhan dan tanda), secara

histologis atau patologi anatomi, maupun secara fungsional kulit (Berneburg dkk., 2000).

Paparan radiasi ultraviolet tersebut melalui beberapa jalur dan mekanisme, termasuk di

dalamnya pembentukan sunburn cell, tercetusnya respon peradangan, terbentuknya

thymine dimer dan produksi kolagenase (MMP/Matriks Metaloproteinase) (Baumann,

2005). Matriks Metalloproteinase (MMP) merupakan enzim proteinase mengandung zinc,

berperan penting pada proses degradasi protein matriks ekstraseluler. Matriks

Metalloproteinase diklasifikasi sebagai kolagenase, gelatinase, stromyelisin dan tipe

membran (Quan dkk., 2009)

Radiasi sinar ultraviolet dari sinar matahari dengan panjang gelombang 100400 nm

merupakan 5% dari seluruh radiasi sinar yang ada. Radiasi sinar ultraviolet terbagi atas tiga

golongan yaitu Ultraviolet-A (UVA) 320-400 nm, Ultraviolet-B (UVB) 280-320 nm dan

Ultraviolet-C (UVC) 100-280 nm. Yang paling berpengaruh terhadap kerusakan kulit adalah

Ultraviolet-B (UVB), karena karakteristik panjang gelombang yang lebih pendek dan paling

benyak menembus atmosfer bumi. Sinar ultraviolet ini juga sangat terbukti meningkatkan

degradasi kolagen melalui aktivasi matriks metaloproteinase (MMP). Selain itu, sinar

ultraviolet dapat memicu sintesis MMP-1 dan MMP-3 melalui pelepasan Tumor Necrosing

Factor-alfa (TNF-α) (Gilchrest dan Krutmann, 2006). Berbeda dengan sinar ultraviolet C yang

biasanya tidak sampai ke permukaan bumi oleh karena diserap oleh atmosfir lewat lapisan

ozon.

Terganggunya integritas matriks ekstraseluler lewat radiasi ultraviolet dengan mekanisme

meningkatnya aktivitas matriks metalloproteinase. Pada kulit manusia, MMP-1 merupakan

tipe yang paling rentan oleh induksi sinar ultraviolet matahari dan bertanggung jawab

terhadap pemecahan kolagen pada kulit yang mengalami photoaging (Fisher dkk., 2001).

Hanya dengan satu kali paparan terhadap radiasi ultraviolet sinar matahari, dapat

menganggu jaringan kulit dan terganggunya sintesis kolagen yang hamper komplit selama

24 jam yang kemudian diikuti dengan proses pemulihan 48-72 jam setelahnya (Fisher dkk.,

2001). Di samping itu, terjadi pula degradasi kolagen karena terjadi peningkatan kadar

MMP-1 yang sangat siginifikan yaitu sekitar 4,4 ± 0,2 kali lipat jika dibandingkan dengan kulit

yang tidak dipajan radiasi UV (Fisher dkk., 2001). Matriks metalloproteinase tipe 1 (MMP-1)

adalah mediator utama terhadap timbulnya degradasi kolagen pada kulit yang mengalami

photoaging. Enzim MMP-1 kolagenolitik mendegradasi fibril kolagen dan elastin, yang

sangat penting untuk kekuatan dan elastisitas kulit. Aktivitas MMP-1 di kulit akan meningkat

walaupun hanya dengan radiasi UV singkat, yang akan menyebabkan timbulnya kerutan

pada kulit, yang menjadi tanda photoaging (Yaar dan Gilchrest, 2008). Dengan demikian,

xiii

hambatan terhadap MMP-1 adalah salah satu cara untuk mencegah kerusakan kulit akibat

paparan sinar ultraviolet.

Efek buruk yang lain dari radiasi sinar ultraviolet adalah menghasilakn reactive oxygen

species / ROS (Lee dkk., 2004; Yaar dan Gilchrest, 2007), bersama dengan aktivasi berbagai

ROS sensitive signaling pathways, yang selanjutnya akan mempengaruhi berbagai macam

fungsi selular termasuk menyebabkan fragmentasi kolagen dan sekresi MMP-1 (Yaar dan

Gilchrest, 2008; Helfrich dkk., 2008). Begitu pula dengan stress oksidatif berpengaruh besar

dalam proses photoaging dan fotokarsinogenesis dan dalam pathogenesis fotodermatosis

(Stahl dkk., 2006).

Asam Hyaluronat yang terkandung dalam dermal filler diklasifikasikan berdasarkan jangka

waktu bertahannya, yaitu sementara dan semi-permanen. Yang termasuk golongan dermal

filler sementara yaitu hyaluronic acid filler / asam hyaluronat, sedangkan yang termasuk

semi-permanen adalah poly-L-lactic acid, calcium hydroxyapatite dan polyvinyl alcohol.

Hyaluronic acid filler adalah jenis filler yang popular di dunia dan juga di Indonesia.

Hyaluronic acid filler telah digunakan sejak tahun 1989. Hyaluronic acid filler bersifat sangat

hidrofilik sehingga efek hidrasi dapat menghasilkan volume yang lebih besar ketika

diimplantasikan daripada volume filler yang sesungguhnya. Efek hidrasi ini dapat

memperberat edema jaringan yang disebabkan penyuntikan filler. Hyaluronic acid filler yang

dikembangkan sekarang berasal dari fermentasi bakteri streptococcus aquine. Meskipun

memiliki konsentrasi asam hyaluronat yang lebih tinggi daripada asam hyaluronat hewani,

filler jenis ini berisiko tinggi menyebabkan infeksi. Asam hyaluronat filler hanya mampu

bertahan 4 bulan sampai 1 tahun (tergantung konsentrasi) karena mengalami biodegradasi.

Untuk mempertahankan efek filler, dibutuhkan konsentrasi asam hyaluronat lebih tinggi

atau dilakukan penambahan volume filler dengan sesi penyuntikan berikutnya ( Gold, 2009).

Pada penelitian in-vitro, penambahan asam hyaluronat pada kultur fibroblast meningkatkan

proliferasi dan sintesis TIMP-1 (Tissue factor Inhibitor of Metaloproteinase 1) dan penurunan

dari MMP-1 (Matrix Metalo-Proteinase 1), meningkatkan proliferasi dan sintesis dari

COL1A1 (Kolagen tipe 1) dan TGF-α (Transforming Growth Factor-α). Sedangkan

penambahan anti CD-44 pada kultur fibroblast, sebaliknya akan menurunkan proliferasi sel

dan sintesis kolagen. Hal ini mengindikasikan peranan reseptor sebagai perantara dalam

proses tersebut. Pada penelitian tersebut, setelah 24 jam secara statistik terjadi

peningkatan yang signifikan ekspresi gen TIMP-1 dan setelah 24 jam berikutnya secara

statistik terjadi penurunan secara signifikan ekspresi gen MMP-1 (Matrix Metalo-Proteinase

1) (Monteiro dkk, 2013).

Di bidang rheumatologi pada penelitian terhadap 12 pasien osteoarthritis yang diberikan

injeksi asam hyaluronat intra-artikular dengan dosis 1 atau 3 mg/ml menunjukkan hasil yang

signifikan terhadap penurunan ekspresi dari matriks metalloproteinase 13 (MMP-13). Lebih

xiv

besar penurunan ekspresi MMP-13 pada osteoarthritis grade-IV dibandingan pada

osteoarthritis grade-II. Di samping itu pemberian asam hyaluronat menunjukkan hasil

supresi dari ekspresi MMP-1 pada dosis 1 mg/ml (Pohlig dkk., 2016).

Asam hyaluronat dan interaksinya dengan CD-44 memungkinkan untuk

menstabilkan dan memantapkan sintesis kolagen dan fungsi normal kulit. Asam hyaluronat

secara normal terdapat pada matriks ekstraseluler pada basal keratinosit dan menyusun

kolagen dermis dengan jalan stimulasi fragmentasi kolagen dan penetrasi fibroblast

(Malgorzata, 2016). Penurunan level dari asam hyaluronat berhubungan dengan penurunan

level dari elastisitas kulit, memungkinkan respon inflamasi dan menurunkan perbaikan

jaringan karena proses degenerasi dari matriks jaringan granular (Fisher, 2008)

Dalam kaitan asam hyaluronat dan degradasi kolagen, pada kulit manusia MMP-1

adalah tipe yang paling terpengaruh oleh induksi sinar UV matahari dan bertanggung-jawab

terhadap pemecahan kolagen pada kulit yang mengalami photoaging. Ditemukan bahwa

hanya dengan satu kali ekspos terhadap paparan radiasi sinar matahari dapat menganggu

jaringan konektif dengan menyebabkan gangguan sintesis kolagen yang hampir komplit,

selama 24 jam yang kemudian diikuti dengan recovery 48-72 jam setelahnya (Fisher dkk.,

2001). Degradasi kolagen terjadi karena peningkatan kadar MMP-1 yang cukup signifikan

yaitu sekitar 4,4 ±

0,2 kali lipat jika dibandingkan dengan kulit yang tidak dipajan radiasi UV (Fagot, 2004).

MMP-1 adalah mediator utama terhadap timbulnya degradasi kolagen pada kulit yang

mengalami photoaging. Enzim MMP-1 kolagenolitik mendegradasi fibril kolagen dan elastin,

yang penting untuk kekuatan dan elastisitas kulit. Aktivitas MMP-1 di kulit akan meningkat

walaupun hanya dengan radiasi UV singkat, yang akan menyebabkan timbulnya kerutan

pada kulit, yang menjadi tanda photoaging (Yahr dan Gilchrest, 2008).

Radiasi UV akut menyebabkan timbulnya ROS (Radical Oxygen Species), yang meningkatkan

AP-1 dan menurunkan TGF-β. Peningkatan AP-1 dapat meningkatkan MMP yang bertindak

sebagai pemecah kolagen, sementara itu penurunan TGF-β juga menurunkan sintesa

kolagen. Pemecahan kolagen selalu diikuti dengan sintesis dan perbaikan, yang seperti pada

hampir semua proses penyembuhan luka, tidak sempurna dan menyisakan bekas, walaupun

awalnya secara klinis tidak terlihat. Tetapi bersama dengan bertambahnya usia dan ekspos

sinar UV yang terus terjadi, terjadi penumpukan solar scar, yang lama-kelamaan mulai

terlihat secara klinis berupa kerutan (photoaging) (Helfrich dkk., 2008).

Dengan demikian hambatan terhadap MMP-1 adalah salah satu cara untuk mencegah

kerusakan kulit akibat paparan sinar UV. Matriks metaloproteinase-1 adalah mediator yang

mendegradasi kolagen pada kulit yang mengalami photoaging (Fisher dkk., 2002).

Berdasarkan atas penelitian sebelumnya yang dilakukan pengukuran ekspresi TIMP-1 dan

ekspresi MMP-1 secara in-vitro, dimana didapatkan hasil adanya peningkatan inhibitor

xv

MMP-1 dan terjadi supresi ekspresi MMP-1, maka akan dilakukan penelitian secara in-vivo

pada tikus dengan menggunakan bahan asam hyaluronat.

1.2 Rumusan Masalah

Permasalahan yang akan dicari jawabannya melalui penelitian ini dapat dirumuskan sebagai

berikut :

Apakah pemberian asam hyaluronat di lapisan dermis menghambat peningkatan ekspresi

MMP-1 tikus yang dipapar sinar ultraviolet-B (UVB) ?

1.3 Tujuan Penelitian

Untuk membuktikan pemberian asam hyaluronat di lapisan dermis dapat menghambat

peningkatan ekspresi MMP-1 pada kulit tikus yang diberi pajanan sinar

UVB dengan dosis 800 mJ/cm2 selama 15 hari.

1.4 Manfaat Penelitian

1.4.1 Manfaat Ilmiah

Dari penelitian ini diharapkan bisa memberikan informasi ilmiah yang teruji, bahwa

pemberian asam hyaluronat di lapisan dermis dapat menghambat penuaan dini kulit dengan

menghambat penuaan dini kulit dengan menghambat peningkatan ekspresi MMP-1 tikus

yang diberi pajanan sinar UVB

1.4.2 Manfaat Praktis

Hasil dari penelitian ini dapat memberikan informasi kepada masyarakat khususnya

konsumen estetika dapat menjadi acuan dalam memahami manfaat asam hyaluronat yang

terkandung dalam “dermal filler injection” selain bisa untuk menambah volume tetapi juga

bisa memberikan efek perlindungan terhadap pajanan

UVB, jika terbukti setelah dilakukan uji klinis.

xvi

Ada beberapa faktor penting yang sangat erat kaitannya dengan proses penuaan

yang terjadi seperti radikal bebas, berkurangnya kadar hormonal, proses glikosilasi, metilasi,

apoptosis, sistem kekebalan yang menurun dan faktor genetik, yang tergolong sebagai

faktor internal. Di samping itu ada juga faktor dari luar (eksternal) yang berpengaruh, seperti

gaya hidup yang tidak sehat, diet yang tidak sehat, kebiasaan yang salah, polusi lingkungan,

radiasi sinar ultraviolet, stress dan kemiskinan (Pangkahila, 2007).

Pada proses penuaan, kulit yang adalah bagian tubuh terluar bisa menjadi parameter secara

kasat mata. Kulit tidak terhindar dari proses penuaan tersebut, apalagi kulit adalah bagian

yang paling rentan terkena faktor-faktor eksternal seperti paparan radiasi ultraviolet dan

polutan yang lain. Proses penuaan yang disebabkan oleh radiasi kronis ultraviolet sinar

matahari disebut sebagai Photoaging (Gilchrest dan Krutman, 2006), dimana penuaan

terjadi akibat efek buruk dari radiasi ultraviolet secara kronis yang berkolaborasi dengan

gejala penuaan kronologis. Proses yang bersifat kumulatif kronis ini dapat menyebabkan

berbagai macam gangguan pada kulit seperti pada arsitektur kulit (textur kulit) dan yang

paling menjadi perhatian adalah penuaan dini kulit secara keseluruhan (photoaging), begitu

juga bisa terjadinya kanker kulit (Walker dkk., 2003; Quan dkk., 2009). Kerusakan pada

organ terluar dari manusia ini bisa terlihat secara klinis (baik dari keluhan dan tanda), secara

histologis atau patologi anatomi, maupun secara fungsional kulit (Berneburg dkk., 2000).

Paparan radiasi ultraviolet tersebut melalui beberapa jalur dan mekanisme, termasuk di

dalamnya pembentukan sunburn cell, tercetusnya respon peradangan, terbentuknya

thymine dimer dan produksi kolagenase (MMP/Matriks Metaloproteinase) (Baumann,

2005). Matriks Metalloproteinase (MMP) merupakan enzim proteinase mengandung zinc,

berperan penting pada proses degradasi protein matriks ekstraseluler. Matriks

Metalloproteinase diklasifikasi sebagai kolagenase, gelatinase, stromyelisin dan tipe

membran (Quan dkk., 2009)

Radiasi sinar ultraviolet dari sinar matahari dengan panjang gelombang 100400 nm

merupakan 5% dari seluruh radiasi sinar yang ada. Radiasi sinar ultraviolet terbagi atas tiga

golongan yaitu Ultraviolet-A (UVA) 320-400 nm, Ultraviolet-B (UVB) 280-320 nm dan

Ultraviolet-C (UVC) 100-280 nm. Yang paling berpengaruh terhadap kerusakan kulit adalah

Ultraviolet-B (UVB), karena karakteristik panjang gelombang yang lebih pendek dan paling

benyak menembus atmosfer bumi. Sinar ultraviolet ini juga sangat terbukti meningkatkan

degradasi kolagen melalui aktivasi matriks metaloproteinase (MMP). Selain itu, sinar

ultraviolet dapat memicu sintesis MMP-1 dan MMP-3 melalui pelepasan Tumor Necrosing

Factor-alfa (TNF-α) (Gilchrest dan Krutmann, 2006). Berbeda dengan sinar ultraviolet C yang

biasanya tidak sampai ke permukaan bumi oleh karena diserap oleh atmosfir lewat lapisan

ozon.

xvii

Terganggunya integritas matriks ekstraseluler lewat radiasi ultraviolet dengan mekanisme

meningkatnya aktivitas matriks metalloproteinase. Pada kulit manusia, MMP-1 merupakan

tipe yang paling rentan oleh induksi sinar ultraviolet matahari dan bertanggung jawab

terhadap pemecahan kolagen pada kulit yang mengalami photoaging (Fisher dkk., 2001).

Hanya dengan satu kali paparan terhadap radiasi ultraviolet sinar matahari, dapat

menganggu jaringan kulit dan terganggunya sintesis kolagen yang hamper komplit selama

24 jam yang kemudian diikuti dengan proses pemulihan 48-72 jam setelahnya (Fisher dkk.,

2001). Di samping itu, terjadi pula degradasi kolagen karena terjadi peningkatan kadar

MMP-1 yang sangat siginifikan yaitu sekitar 4,4 ± 0,2 kali lipat jika dibandingkan dengan kulit

yang tidak dipajan radiasi UV (Fisher dkk., 2001). Matriks metalloproteinase tipe 1 (MMP-1)

adalah mediator utama terhadap timbulnya degradasi kolagen pada kulit yang mengalami

photoaging. Enzim MMP-1 kolagenolitik mendegradasi fibril kolagen dan elastin, yang

sangat penting untuk kekuatan dan elastisitas kulit. Aktivitas MMP-1 di kulit akan meningkat

walaupun hanya dengan radiasi UV singkat, yang akan menyebabkan timbulnya kerutan

pada kulit, yang menjadi tanda photoaging (Yaar dan Gilchrest, 2008). Dengan demikian,

hambatan terhadap MMP-1 adalah salah satu cara untuk mencegah kerusakan kulit akibat

paparan sinar ultraviolet.

Efek buruk yang lain dari radiasi sinar ultraviolet adalah menghasilakn reactive oxygen

species / ROS (Lee dkk., 2004; Yaar dan Gilchrest, 2007), bersama dengan aktivasi berbagai

ROS sensitive signaling pathways, yang selanjutnya akan mempengaruhi berbagai macam

fungsi selular termasuk menyebabkan fragmentasi kolagen dan sekresi MMP-1 (Yaar dan

Gilchrest, 2008; Helfrich dkk., 2008). Begitu pula dengan stress oksidatif berpengaruh besar

dalam proses photoaging dan fotokarsinogenesis dan dalam pathogenesis fotodermatosis

(Stahl dkk., 2006).

Asam Hyaluronat yang terkandung dalam dermal filler diklasifikasikan berdasarkan jangka

waktu bertahannya, yaitu sementara dan semi-permanen. Yang termasuk golongan dermal

filler sementara yaitu hyaluronic acid filler / asam hyaluronat, sedangkan yang termasuk

semi-permanen adalah poly-L-lactic acid, calcium hydroxyapatite dan polyvinyl alcohol.

Hyaluronic acid filler adalah jenis filler yang popular di dunia dan juga di Indonesia.

Hyaluronic acid filler telah digunakan sejak tahun 1989. Hyaluronic acid filler bersifat sangat

hidrofilik sehingga efek hidrasi dapat menghasilkan volume yang lebih besar ketika

diimplantasikan daripada volume filler yang sesungguhnya. Efek hidrasi ini dapat

memperberat edema jaringan yang disebabkan penyuntikan filler. Hyaluronic acid filler yang

dikembangkan sekarang berasal dari fermentasi bakteri streptococcus aquine. Meskipun

memiliki konsentrasi asam hyaluronat yang lebih tinggi daripada asam hyaluronat hewani,

filler jenis ini berisiko tinggi menyebabkan infeksi. Asam hyaluronat filler hanya mampu

bertahan 4 bulan sampai 1 tahun (tergantung konsentrasi) karena mengalami biodegradasi.

xviii

Untuk mempertahankan efek filler, dibutuhkan konsentrasi asam hyaluronat lebih tinggi

atau dilakukan penambahan volume filler dengan sesi penyuntikan berikutnya ( Gold, 2009).

Pada penelitian in-vitro, penambahan asam hyaluronat pada kultur fibroblast meningkatkan

proliferasi dan sintesis TIMP-1 (Tissue factor Inhibitor of Metaloproteinase 1) dan penurunan

dari MMP-1 (Matrix Metalo-Proteinase 1), meningkatkan proliferasi dan sintesis dari

COL1A1 (Kolagen tipe 1) dan TGF-α (Transforming Growth Factor-α). Sedangkan

penambahan anti CD-44 pada kultur fibroblast, sebaliknya akan menurunkan proliferasi sel

dan sintesis kolagen. Hal ini mengindikasikan peranan reseptor sebagai perantara dalam

proses tersebut. Pada penelitian tersebut, setelah 24 jam secara statistik terjadi

peningkatan yang signifikan ekspresi gen TIMP-1 dan setelah 24 jam berikutnya secara

statistik terjadi penurunan secara signifikan ekspresi gen MMP-1 (Matrix Metalo-Proteinase

1) (Monteiro dkk, 2013).

Di bidang rheumatologi pada penelitian terhadap 12 pasien osteoarthritis yang diberikan

injeksi asam hyaluronat intra-artikular dengan dosis 1 atau 3 mg/ml menunjukkan hasil yang

signifikan terhadap penurunan ekspresi dari matriks metalloproteinase 13 (MMP-13). Lebih

besar penurunan ekspresi MMP-13 pada osteoarthritis grade-IV dibandingan pada

osteoarthritis grade-II. Di samping itu pemberian asam hyaluronat menunjukkan hasil

supresi dari ekspresi MMP-1 pada dosis 1 mg/ml (Pohlig dkk., 2016).

Asam hyaluronat dan interaksinya dengan CD-44 memungkinkan untuk

menstabilkan dan memantapkan sintesis kolagen dan fungsi normal kulit. Asam hyaluronat

secara normal terdapat pada matriks ekstraseluler pada basal keratinosit dan menyusun

kolagen dermis dengan jalan stimulasi fragmentasi kolagen dan penetrasi fibroblast

(Malgorzata, 2016). Penurunan level dari asam hyaluronat berhubungan dengan penurunan

level dari elastisitas kulit, memungkinkan respon inflamasi dan menurunkan perbaikan

jaringan karena proses degenerasi dari matriks jaringan granular (Fisher, 2008)

Dalam kaitan asam hyaluronat dan degradasi kolagen, pada kulit manusia MMP-1

adalah tipe yang paling terpengaruh oleh induksi sinar UV matahari dan bertanggung-jawab

terhadap pemecahan kolagen pada kulit yang mengalami photoaging. Ditemukan bahwa

hanya dengan satu kali ekspos terhadap paparan radiasi sinar matahari dapat menganggu

jaringan konektif dengan menyebabkan gangguan sintesis kolagen yang hampir komplit,

selama 24 jam yang kemudian diikuti dengan recovery 48-72 jam setelahnya (Fisher dkk.,

2001). Degradasi kolagen terjadi karena peningkatan kadar MMP-1 yang cukup signifikan

yaitu sekitar 4,4 ±

0,2 kali lipat jika dibandingkan dengan kulit yang tidak dipajan radiasi UV (Fagot, 2004).

MMP-1 adalah mediator utama terhadap timbulnya degradasi kolagen pada kulit yang

mengalami photoaging. Enzim MMP-1 kolagenolitik mendegradasi fibril kolagen dan elastin,

yang penting untuk kekuatan dan elastisitas kulit. Aktivitas MMP-1 di kulit akan meningkat

xix

walaupun hanya dengan radiasi UV singkat, yang akan menyebabkan timbulnya kerutan

pada kulit, yang menjadi tanda photoaging (Yahr dan Gilchrest, 2008).

Radiasi UV akut menyebabkan timbulnya ROS (Radical Oxygen Species), yang meningkatkan

AP-1 dan menurunkan TGF-β. Peningkatan AP-1 dapat meningkatkan MMP yang bertindak

sebagai pemecah kolagen, sementara itu penurunan TGF-β juga menurunkan sintesa

kolagen. Pemecahan kolagen selalu diikuti dengan sintesis dan perbaikan, yang seperti pada

hampir semua proses penyembuhan luka, tidak sempurna dan menyisakan bekas, walaupun

awalnya secara klinis tidak terlihat. Tetapi bersama dengan bertambahnya usia dan ekspos

sinar UV yang terus terjadi, terjadi penumpukan solar scar, yang lama-kelamaan mulai

terlihat secara klinis berupa kerutan (photoaging) (Helfrich dkk., 2008).

Dengan demikian hambatan terhadap MMP-1 adalah salah satu cara untuk mencegah

kerusakan kulit akibat paparan sinar UV. Matriks metaloproteinase-1 adalah mediator yang

mendegradasi kolagen pada kulit yang mengalami photoaging (Fisher dkk., 2002).

Berdasarkan atas penelitian sebelumnya yang dilakukan pengukuran ekspresi TIMP-1 dan

ekspresi MMP-1 secara in-vitro, dimana didapatkan hasil adanya peningkatan inhibitor

MMP-1 dan terjadi supresi ekspresi MMP-1, maka akan dilakukan penelitian secara in-vivo

pada tikus dengan menggunakan bahan asam hyaluronat.

1.2 Rumusan Masalah

Permasalahan yang akan dicari jawabannya melalui penelitian ini dapat dirumuskan sebagai

berikut :

Apakah pemberian asam hyaluronat di lapisan dermis menghambat

peningkatan ekspresi MMP-1 tikus yang dipapar sinar ultraviolet-B (UVB) ?

1.3 Tujuan Penelitian

Untuk membuktikan pemberian asam hyaluronat di lapisan dermis dapat menghambat

peningkatan ekspresi MMP-1 pada kulit tikus yang diberi pajanan sinar

UVB dengan dosis 800 mJ/cm2 selama 15 hari.

xx

1.4 Manfaat Penelitian

1.4.1 Manfaat Ilmiah

Dari penelitian ini diharapkan bisa memberikan informasi ilmiah yang teruji, bahwa

pemberian asam hyaluronat di lapisan dermis dapat menghambat penuaan dini kulit dengan

menghambat penuaan dini kulit dengan menghambat peningkatan ekspresi MMP-1 tikus

yang diberi pajanan sinar UVB

1.4.2 Manfaat Praktis

Hasil dari penelitian ini dapat memberikan informasi kepada masyarakat khususnya

konsumen estetika dapat menjadi acuan dalam memahami manfaat asam hyaluronat yang

terkandung dalam “dermal filler injection” selain bisa untuk menambah volume tetapi juga

bisa memberikan efek perlindungan terhadap pajanan

UVB, jika terbukti setelah dilakukan uji klinis.