5

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Hepar

2.1.1 Anatomi Hepar

Hati adalah kelenjar tubuh terberat, dengan berat sekitar 1,4 kg (sekitar 3 lb)

pada orang dewasa rata-rata. Dari semua organ tubuh, ini adalah ukuran kedua

hanya untuk kulit. Hati lebih rendah dari diafragma dan menempati sebagian besar

hypochondriac kanan dan bagian dari daerah epigastrik rongga abdominopelvic.

(Bismuth, 2009). Hepar adalah organ metabolik terbesar dan terpenting di tubuh,

organ ini dapat dipandang sebagai pabrik biokimia utama tubuh.Hati tersusun

menjadi unit-unit fungsional yang dikenal sebagai lobulus, yaitu susunan jaringan

berbentuk heksagonal mengelilingi satu vena sentral dan dibatasi oleh vaskuler

dan saluran empedu. Di setiap enam sudut luar lobulus terdapat tiga pembuluh :

cabang arteri hepatica, cabang vena porta hati, dan duktus biliaris. Darah dari

cabang cabang arteri hepatika dan vena porta mengalir dari perifer lobules ke

ruang kapiler luas yang disebut sinusoid, berjalan di antara jejeran sel hati ke vena

sentral seperti jari-jari roda sepeda (Sherwood, 2011).

Hepar menerima darah dari dua sumber yaitu arteri dan vena, pendarahan

arterial dilakukan oleh arteri hepatika yang bercabang menjadi arteri hepatika

dextra dan sinistra pada porta hepatika. Pendarahan vena dilakukan oleh vena

porta hepatis yang membawa darah dari seluruh traktus gastroinstentinal yang

berisi produk-produk digestive, kemudian darah akan masuk ke sinusoid hepar.

Darah arteri dan vena kemudian bergabung dan masuk ke dalam sinusoid,

6

kemudian masuk ke dalam vena sentral lalu ke vena hepatika dan berakhir di vena

kava inferior (Netter, 2010).

(Netter, 2010)

Gambar 2.1 Gambaran makroskopik hati manusia dari posterior

Sebagian besar hepar terletak pada regio hipokondrium dextra dan meluas

melintasi regio epigastrika sampai ke hipokondrium sinistra.Permukaan atas

hepar bersentuhan dengan bagian bawah diafragma yang memisahkan hepar dari

pleura, paru-paru, perikardium, dan jantung.Hepar difiksasi secara erat oleh

tekanan intra abdominalis.Hepar secara anatomi dapat dibagi menjadi 4 bagian,

yaitu lobus dextra yang besar dan lobus sinistra yang kecil dengan pelekatan

ligamentum falciformis, serta lobus kaudatus dan lobus kuadratus (Moore, 2010).

7

2.1.2 Fisiologi Hepar

Hepar menghasilkan empedu setiap harinya. Empedu penting dalam

proses absorpsi dari lemak pada usus halus. Setelah digunakan untuk membantu

absorpsi lemak, empedu akan di reabsorpsi di ileum dan kembali lagi ke hepar.

Empedu dapat digunakan kembali setelah mengalami konjugasi dan juga sebagian

dari empedu tadi akan diubah menjadi bilirubin (Sherwood, 2011)

Metabolisme lemak yang terjadi di heparadalah metabolisme

kolesterol,trigliserida, fosfolipid dan lipoprotein menjadi asam lemak dan

gliserol.Selain itu, hepar memiliki fungsi untuk mempertahankan kadar glukosa

darah selalu dalam kondisi normal. Hepar juga menyimpan glukosa dalam bentuk

glikogen (Chan et al, 2014)

Metabolisme protein di hepar antara lain adalah albumin dan faktor

pembekuan yang terdiri dari faktor I, II, V, VII, VIII, IX, X. Selain metabolisme

protein tadi,juga melakukan degradasi asam amino, yaitu melalui proses

deaminasi atau pembuangan gugus NH2.Hepar memiliki fungsi untuk

menskresikan dan menginaktifkan aldosteron,glukokortikoid, estrogen, testosteron

dan progesteron.Bila terdapat zat toksik, maka akan terjadi trasnformasi zat-zat

berbahaya dan akhirnya akan diekskresi lewat ginjal. Proses yang dialami adalah

proses oksidasi, reduksi, hidrolisis dan konjugasi. Pertama adalah jalur oksidasi

yang memerlukan enzim sitokrom P-450 (Moore, 2014)

Selanjutnya akan mengalami proses konjugasi glukoronide, sulfat ataupun

glutation yang semuanya merupakan zat yang hidrofilik. Zat-zat tersebut akan

mengalami transport protein lokal di membran sel hepatosit melalui plasma, yang

akhirnya akan diekskresi melalui ginjal atau melalui saluran pencernaan.Fungsi

8

hepar yang lain adalah sebagai tempat penyimpanan vitamin A,D,E,K, dan

vitamin B12. Sedangkan mineral yang disimpan di hepar antara lain tembaga dan

besi. (Sherwood, 2011)

2.1.3 Histologi Hepar

(Mescher, 2013)

Gambar 2.2 Lobulus hepatik

Sel–sel yang terdapat di hati antara lain: hepatosit, sel endotel, dan

sel makrofag yang disebut sebagai sel kuppfer, dan sel ito (sel penimbun

lemak). Sel hepatosit berderet secara radier dalam lobulus hati dan

membentuk lapisan sebesar 1-2 sel serupa dengan susunan bata. Lempeng

sel ini mengarah dari tepian lobulus ke pusatnya dan beranastomosis secara bebas

membentuk struktur seperti labirin dan busa. Celah diantara 14 lempeng-

lempeng ini mengandung kapiler yang disebut sinusoid hati (Mescher,

2013).

Sinusoid hati adalah saluran yang berliku–liku dan melebar, diameternya

tidak teratur, dilapisi sel endotel bertingkat yang tidak utuh. Sinusoid dibatasi

oleh 3 macam sel, yaitu sel endotel (mayoritas) dengan inti pipih gelap, sel

Kupffer yang fagositik dengan inti ovoid, dan sel stelat atau sel Ito atau

liposit hepatik yang berfungsi untuk menyimpan vitamin A dan memproduksi

9

matriks ekstraseluler serta kolagen. Aliran darah di sinusoid berasal dari cabang

terminal vena portal dan arteri hepatik, membawa darah kaya nutrisi dari saluran

pencernaan dan juga kaya oksigen dari jantung (Eroschenko, 2012).

Traktus portal terletak di sudut-sudut heksagonal. Pada traktus portal,

darah yang berasal dari vena portal dan arteri hepatik dialirkan ke vena sentralis.

Traktus portal terdiri dari 3 struktur utama yang disebut trias portal. Struktur yang

paling besar adalah venula portal terminal yang dibatasi oleh sel endotel pipih.

Kemudian terdapat arteriola dengan dinding yang tebal yang merupakan cabang

terminal dari arteri hepatik. Dan yang ketiga adalah duktus biliaris yang

mengalirkan empedu. Selain ketiga struktur itu, ditemukan juga limfatik

(Mescher, 2013)

Aliran darah di hati dibagi dalam unit struktural yang disebut asinus

hepatik. Asinus hepatik berbentuk seperti buah berry, terletak di traktus portal.

Asinus ini terletak di antara 2 atau lebih venula hepatic terminal, dimana

darah mengalir dari traktus portalis ke sinusoid, lalu ke venula tersebut.

Asinus ini terbagi menjadi 3 zona, dengan zona 1 terletak paling dekat

dengan traktus portal sehingga paling banyak menerima darah kaya oksigen,

sedangkan zona 3 terletak paling jauh dan hanya menerima sedikit oksigen. Zona

2 atau zona intermediet berada diantara zona 1 dan 3. Zona 3 ini paling mudah

terkena jejas iskemik (Eroshcenko, 2012)

10

(Eroschenko, 2012)

Gambar 2.3 Gambaran mikroskopik dengan perbesaran 30x hati manusia

2.2 Tuberkulosis

2.2.1 Pengertian dan Etiologi Tuberkulosis

Tuberkulosis (TB) merupakan penyakit infeksi menular yang di sebabkan

oleh bakteri Mycobacterium tuberculosis (MTB) yang dapat menyerang berbagai

organ yang dapat menyebabkan berbagai komplikasi bila tidak diobati sampai

tuntas (Kemenkes, 2016). TB merupakan penyakit yang ditularkan melalui udara

(airborne disease) yang biasanya menyerang paru dan menimbulkan gejala

berupa batuk parah, demam, dan nyeri dada (Fogel, 2015). Mycobacterium

tuberculosis (MTB) adalah bakteri berbentuk batang yang tahan asam (memiliki

banyak kandungan lipid kompleks yang siap berikatan dengan pewarnaan Ziehl-

Neelsen dan resisten terhadap penghapusan warna) (Kumar et al, 2015).

2.2.2 Faktor Resiko

Faktor resiko terjangkitnya tuberkulosis sangat bergantung pada ketahan

tubuh host, lingkungan, dan juga MTB. Terdapat beberapa grup yang mempunyai

faktor resiko lebih tinggi untuk terjangkit tuberkulosis yaitu dewasa muda

11

(kebanyakan laki-laki), orang-orang pada negara berkembang, orang yang bekerja

pada bidang kesehatan, orang yang mempunyai sistem imun yang rendah seperti

orang HIV, dan juga perokok (Fogel, 2015).

Faktor risiko penularan tuberkulosis adalah faktor lingkungan dan factor

perilaku, faktor lingkungan meliputi ventilasi, kepadatan hunian, suhu,

pencahayaan dan kelembaban. Di Indonesia masalah penyakit TB terus meningkat

karena beberapa sebab diantanya adalah kemiskinan sehingga banyak yang

memiliki tingkat pendidikan rendah dan terbentuknya lingkungan (kondisi

sanitasi, papan, sandang dan pangan) yang buruk. Selain itu kegagalan program

TB juga menjadi salah satu faktor resiko tersebarnya penyakit tersebut

(Kemenkes, 2014).

2.2.3 Penularan Tuberkulosis

Infeksi MTB ditularkan melalui inhalasi atau udara dari partikel (percik

renik dahak) yang dikeluarkan oleh orang yang terinfeksi (droplet nuclei).

Percikan dahak pada orang yang menderita TB (BTA positif maupun BTA

negative) dapat menularkan penyakitnya pada orang di sekitarnya karena

mengandung MTB. MTB kemudian akan masuk ke sistem pernafasan (paru) dan

dapat menyebar ke organ-organ lainnya sehingga terjadi infeksi pada organ diluar

paru disebut juga TB ektraparu. Saat sistem imun tubuh seseorang masih efektif

dalam menghambat pertumbuhan MTB, maka MTB tidak akan menimbulkan

infeksi, keadaan tersebut dinamakan laten TB. Pada keadaan laten TB selain tidak

menimbulkan gejala juga tidak akan menyebabkan penularan MTB (Kemenkes,

2014).

12

2.2.4 Klasifikasi Pasien Tuberkulosis

Berdasarkan pedoman TB nasional oleh Kemenkes tahun 2014 pasien TB

dapat diklasifikasikan berdasarkan lokasi anatomi, riwayat pengobatan

sebelumnya, status HIV, dan hasil pemeriksaan uji kepekaan obat.Berdasarkan

hasil uji kepekaan obat dapat diklasifikasikan menjadi mono resisten (TB MR),

poli resisten (TB PR), multi drug resisten (MDR-TB), extensive drug resisten (TB

XDR), dan resisten rifampisin (TB RR). TB MR adalah TB dengan resisten

terhadap salah satu jenis first line drug (FLD) sedangkan TB PR resisten terhadap

lebih dari satu jenis FLD selain isoniazid (H) dan rifampisin (R) secara

bersamaan. MDR-TB adalah TB dengan resisten terhadap isoniazid (H) dan

rifampisin (R) secara bersamaan. TB XDR adalah MDR-TB yang sekaligus juga

resisten terhadap salah satu obat anti tuberkulosis golongan fluorokuinolon dan

minimal salah satu dari second line drug (SLD) jenis suntikan (kanamisin,

kapreomisin, amikasin). Dan yang terakhir, TB RR adalah resisten terhadap

rifampisin dengan atau tanpa resistensi terhadap obat anti tuberkulosis lain yang

terdeteksi menggunakan metode genotip (tes cepat) atau metode fenotip

(konvensional) (Kemenkes, 2014).

13

2.2.5 Pengobatan Tuberkulosis

(Kemenkes, 2014)

Pengobatan untuk pasien TB memiliki tujuan untuk menyembuhkan

pasien, memperbaiki produktivitas serta kualitas hidup, mencegah terjadinya

kematian akibat kuman TB, mencegah terjadinya kekambuhan, menurunkan

penularan, serta mencegah terjadinya resistensi obat TB. Pengobatan TB

merupakan upaya paling efisien dalam mengurangi penularan TB. Penggunaan

obat antituberkulosis harus dilakukan secara adekuat dengan memenuhi prinsip.

Pertama, pengobatan harus diberikan dalam bentuk paduan minimal empat macam

obat untuk mencegah terjadinya resistensi. Kedua, diberikan dalam dosis yang

tepat. Ketiga, dikonsumsi secara teratur dengan diawasi langsung oleh pengawas

menelan obat (PMO). Keempat, pengobatan diberikan dalam jangka waktu yang

cukup dan dapat terbagi menjadi tahap awal serta tahap lanjutan (Kemenkes,

2014).

Jenis Sifat Efek Samping

Isoniazid (H) Bakterisidal Neuropati perifer, psikosis toksik, gangguan fungsi

hati, kejang

Rifampisin (R) Bakterisidal

Flu syndrome, gangguan gastrointestinal, urine

berwarna merah, gangguan fungsi hati,

trombositopeni, demam, skin rash, sesak nafas, anemia

hemolitik

Pirazinamid (Z) Bakterisidal Gangguan gastrointestinal, gangguan fungsi hati, gout

artritis

Streptomisin (S) Bakterisidal

Nyeri ditempat suntikan, gangguan keseimbangan dan

pendengaran, renjatan anafilaktik, anemia,

agranulositosis, trombositopenia

Etambutol (E) Bakteriostatik Gangguan penglihatan, buta warna, neuritis perifer

Tabel 2.1 First Line Drug

14

Tabel 2.2 Second Line Drug

Jenis Sifat Efek Samping

Golongan 1 : FLD

Pirazinamid (Z)

Etambutol (E)

Bakterisidal

Bakteriostatik

Gangguan gastrointestinal, gangguan fungsi

hati, gout artritis

Gangguan penglihatan, buta warna, neuritis

perifer

Golongan 2 : suntikan

Kanamycin (Km)

Amikacin (Am)

Capreomycin (Cm)

Bakterisidal

Bakterisidal

Bakterisidal

Sama seperti gangguang yang ditikbulkan

streptomisin

Golongan 3 :

Fluorokuinolon

Levofloksasin (Lfx)

Moksifloksasin (Mfx)

Bakterisidal

Bakterisidal

Mual, muntah, sakit kepala, pusing, sulit tidur,

ruptur tendon

Mual, muntah, diare, sakit kepala, pusing, nyeri

sendi, ruptur tendon

Golongan 4 : SLD

oral

Para-aminosalicylic

acid (PAS)

Bakteriostatik

Gangguan gastrointestinal, gangguan fungsi

hati, gangguan pembekuan darah, hipotiroid

yang reversibel

Cyclosirin (Cs)

Etionamid (Eti

Bakteriostatik

Bakterisidal

Gangguan sistem syaraf pusat : sulit konsentrasi

dan lemah, depresi, bunuh diri, psikosis,

neuropati perifer, Steven Johnson Syndrome

Gangguan gastrointestinal, anoreksia, gangguan

fungsi hati, jerawatan, rambut rontok,

ginekomasti, impotensi, gangguan siklus

menstruasi, hipotiroid

(Kemenkes, 2014)

Pengobatan TB memiliki efek samping yang sering muncul, proporsi

penderita yang mengalami efek samping lebih banyak pada minggu pertama dan

kedua (Abbas, 2017). Hal ini sejalan dengan penelitian Sari dkk. (2014) bahwa

efek terbesar yang dialami penderita yakni pada bulan pertama dan kedua

pengobatan (tahap intensif). Efek ini akan menurun seiring berjalannya waktu

pengobatan. Tingginya efek samping pada minggu pertama dan kedua karena

priode tersebut merupakan priode awal mengkonsumsi obat. Pada tahap ini,

penderita sangat rentan mengalami efek samping (Abbas, 2017).

15

2.3 Second Line Drug Anti Tuberkulosis

Tabel 2.3 Pengolongan SLD

No. Penggolongan Obat Nama Obat Kode Obat

1 Grup A. Fluoroquinolones Levofloksasi

Moxifloksasin

Gatifloksasin

Lfx

Mfx

Gfx

2 Grup B. SLD injeksi Amikasin

Capreomisin

Kanamisin

(streptomisin)

Am

Cm

Km

(S)

3 Grup C. SLD inti lainya Etionamid/Protionamid

Cycloserin/Terizidone

Linezoilid

Clofazinim

Eto/Pto

Cs/Trd

Lzd

Cfz

4 Group 4 D1. Pirazinamid

Etambutol

Isoniazid dosis tinggi

D2. Bedaquilin

Delamanid

Z

E

Hh

Bdq

Dlm

Second Line Drug (SLD) anti tuberkulosis merupakan obat yang dipakai

untuk mengobati pasien TB dengan resistensi obat salah satunya MDR-TB

(WHO, 2016). Sedangkan di Indonesia mengacu kepada Kemenkes (2014) dalam

Pedoman Nasional Pengendalian Tuberkulosis, paduan SLD yang diberikan

kepada pasien MDR-TB adalah paduan standar (standardized treatment) yang

terdiri dari Km – Lfx – Eto – Cs – Z – (E) / Lfx – Eto – Cs – Z – (E). Paduan

tersebut diberikan kepana pasien yang sudah terkonfirmasi secara laboratoris

MDR-TB. Pemberian paduan standar tersebut dapat berubah dan akan disesuaikan

paduan atau dosisnya bila terjadi kondisi-kondisi tertentu yaitu :

a. Terdapat bukti tambahan resistensi berdasarkan hasil uji kepekaan

konvensional baik FLD maupun SLD.

b. Terjadi efek samping berat dan penyebab obat sudah diketahui

maka obat bisa diganti bila tersedia obat pengganti atau dihentikan.

(Kemenkes, 2014)

16

c. Dosis dapat disesuaikan apabila terjadi perubahan kelompok berat

badan atau terjadi efek samping berat dan obat pengganti tidak tersedia.

Second Line Drug (SLD) mempunyai efektivitas lebih rendah

dibandingkan dengan FLD dan memiliki efek samping yang lebih banyak atau

lebih parah dari pada FLD. Efek samping yang ditimbulkan oleh SLD dapat

berupa gastrointestinal (mual, muntah, atau nyeri perut), otovestibular toxicity,

arthralgia, jaundice, nephrotoxicity, hipotiroid, dan depresi (Akshata, 2016).

Dalam penelitian lain oleh El Din (2015) disebutkan bahwa efek samping yang

ditimbulkan setelah konsumsi paduan SLD adalah gangguan gastrointestinal,

Peripheral Neuropathy (PN), hipokalemia, ototoxicity, hipotiroid, gangguan kulit,

dan depresi. Hampir sama dengan penelitian yang dilakukan oleh Rathod et al

(2015) bahwa efek samping yang ditimbulkan adalah gangguan gastrointestinal,

ototoxicity, gangguan kejiwaan, abses pada tempat injeksi, gangguan ginjal,

athralgia, Peripheral Neuropathy (PN), dan gangguan kulit. Dapat disimpulkan

dari tiga penelitian tersebut bahwasannya efek samping yang paling banyak

muncul adalah gangguan gastrointestinal yaitu mual, muntah, dan lain-lain.

Gangguan gastrointestinal tersebut biasanya muncul setelah konsumsi paduan

SLD selama satu minggu (Rathod et al, 2015).

Second Line Drug (SLD) anti tuberkulosis yang mungkin menyebabkan

adalah etionamid, PAS, levofloksasin. Pasien juga masih memakai pirazinamid

dan etambutol sebagai regimen standar TB-MDR maka penyebabnya juga dapat

disebabkan oleh pirazinamid dan etambutol. SLD anti tuberkulosis yang

dikonsumsi pasien TBMDR di Poli TB-MDR RSUD Arifin Achamad adalah

pirazinamid (91,67%), etambutol (100%), kanamisin (75%), kapreomisin (25%),

17

sikloserin (100%), etionamid (100%) dan levofloksasin (100%) (Kemenkes,

2016).

Dosis yang diberikan untuk paduan SLD berbeda-beda tergantung jenis

obat dan berat badan penderita. Dalam jurnal yang ditulis oleh Reviono et al

(2014) dikelompokkan dosis masing-masing obat SLD berdasarkan berat badan

seperti pada tabel berikut ini.

Tabel 2.4 Dosis Second Line Drug Anti Tuberkulosis

OAT Berat Badan (BB)

< 33 kg 33–50 kg 51–70 kg >70 kg

Pirazinamid (Z)- 20–30

mg/kg/hari 750–1.500 mg

1.500–1.750

mg 1.750–2.000 mg

Etambutol (E) 20–30

mg/kg/hari 800–1.200 mg

1.200–1.600

mg 1.600–2.000 mg

Levofloksasin

(Lfx)

7,5–10

mg/kg/hari 750 mg 750 mg 750–1.000 mg

Sikloserin (Cs) 15–20

mg/kg/hari 500 mg 750 mg 750–1.000 mg

Etionamid (Eto) 15–20

mg/kg/hari 500 mg 750 mg 750–1.000 mg

(Reviono et al, 2014)

2.3.1 Levofloksasin

Levofloksasin merupakan salah satu obat antibiotik dari golongan

fluoroquinolon yang mempunyai aktivitas cukup baik terhadap bakteri MTB

(Istiantoro, 2012). Menurut Trevor et al (2013) levofloksasin merupakan suatu L-

isomer ofloksasin dan mempunyai aktivitas antibakteri lebih besar dari pada

ofloksasin. Antibiotik golongan fluoroquinolon termasuk levofloksasin dikenal

relatif aman sehingga penambahan obati ini sebagai antituberkulosis lini kedua

akan sangat membantu terutama bagi yang sudah resisten terhadap obat lini

pertama. Golongan fluoroquinolon tidak dapat diberikan sebagai pengobatan

tunggal karena akan cepat timbul resistensi terhadap MTB sehingga perlu

dikombinasikan dengan OAT lainnya.

18

Levofloksasin termasuk obat golongan fluoroquinolon baru yang memiliki

daya antibakteri dengan spektrum luas, baik terhadap kuman gram negatif, gram

positif, serta kuman-kuman atipik. Levofloksasin bekerja sebagai DNA-gyrase

inhibitor sehingga mengakibatkan kerusakan rantai DNA bakteri. DNA-gyrase

(topoisomerase II) merupakan enzim yang sangat diperlukan oleh bakteri untuk

memelihara struktur superheliks DNA serta diperlukan juga untuk replikasi,

transkripsi, dan perbaikan DNA (Trevor et al, 2013).

Semua obat golongan fluoroquinolon termasuk levofloksasin di absorbsi

baik bila diberikan secara oral sehingga bioavaibilitasnya tinggi. Waktu puncak

(konsentrasi puncak) obat golongan fluoroquinolon mencapai serum adalah 1-3

jam setelah pemberian secara oral. Makanan dapat memperpanjang waktu

konsentrasi puncak dari obat golongan fluoroquinolon. Obat golongan

fluoroquinolon mempunyai kemampuan untuk berpenetrasi ke seluruh jaringan

tubuh dengan sangat baik sehingga dapat didistribusikan ke seluruh organ tubuh

dengan sangat baik termasuk paru-paru. Volume distribusi dari obat ini juga tinggi

dengan konsentrasi di urin, ginjal, prostat, feses, empedu, makrofag, dan neutrofil

lebih tinggi dari pada di serum. Levofloksasin dapat didistribusikan sampai ke

dalam air susu ibu karena bioavaibilitasnya yang tinggi. Levofloksasin di

eliminasi melalui ginjal via sekresi aktif tubular, maka dari itu penurunan dosis

diperlukan pada pasien yang menderita gagal ginjal. Waktu paruh dari

levofloksasin sekitar 3-8 jam (Brunton et al, 2018).

2.3.2 Pirazinamid

Pirazinamid (Z) merupakan analog nikotinamid yang telah dibuat

sintetiknya (Istiantoro, 2012). Obat ini stabil dan tidak larut dalam air. Obat ini

19

aktif dalam keadaan lingkungan asam. Pirazinamid akan bekerja sebagai

antibiotik hanya secara in vitro pada pH asam yaitu sekitar 5,9. Pirazinamid

bekerja dengan cara berdifusi secara pasif ke dalam sel MTB dan akan berubah

menjadi bentuk aktifnya yaitu asam pirazinoat dengan bantuan enzim

pirazinamidase. Asam pirazinoat tersebut bersifat bakterisidal yang akan

membunuh MTB dengan cara menginhibisi fungsi protein dari MTB (Brunton et

al., 2018).

Pirazinamid mudah diserap di usus sehingga bioavaibilitasnya jika

diberikan secara oral mencapai 90%. Pirazinamid dapat tersebar luas ke seluruh

tubuh dan mudah menembus jaringan tubuh manusia termasuk Central Nervous

System (CNS). Pirazinamid sebagian besar akan termetabolisme menjadi asam

pirazinoat. Asam pirazinoat yang aktif kemudian mengalami hidroksilasi menjadi

asam hidropirazinoat yang merupakan metabolit utama. Metabolit tersebut

kemudian akan diekskresikan melalui urin lebih tepatnya melalui filtrasi

glomerulus. Waktu paruh eliminasi pirazinamid adalah sekitar 10-16 jam

(Istiantoro, 2012).

2.3.3 Etambutol

Etambutol adalah antibiotik yang besifat bakteriostatik, larut air, dan stabil

panas. Hampir semua MTB sensitif terhadap etambutol akan tetapi etambutol

tidak efektif untuk kuman yang lain. Etambutol akan menekan pertumbuhan

kuman tuberkulosis meskipun yang telah resisten terhadap isoniazid dan

streptomisin. Mekanisme kerjanya yaitu dengan cara menginhibisi arabinosyl

transferase sehingga mengganggu sintesis arabinose menjadi arabinogalactan

20

(komponen pada dinding bakteri) sehingga akan mengganggu pembentukan

dinding bakteri (Brunton et al, 2018).

Etambutol baik absorbsi jika diberikan secara oral dan didistribusikan

secara merata ke seluruh tubuh termasuk CNS. Bioavaibilitasnya jika diberikan

secara oral mencapai 80%. Kadar puncak dalam plasma dicapai dalam waktu 2-4

jam setelah pemberian. Sekitar 10%-40% obat berikatan dengan protein plasma.

Sekitar 80% obat tidak di metabolisme dan diekskresikan melalui ginjal (urin).

Karena diekskresikan melalui ginjal maka pada pasien dengan gagal ginjal harus

dilakukan penyesuaian dosis (Istiantoro, 2012).

Efek samping yang ditimbulkan oleh etambutol yaitu penurunan

ketajaman penglihatan, ruam kulit, dan demam. Efek samping lain yaitu pruritus,

nyeri sendi, gangguan saluran cerna, malaise, sakit kepala, pening, bingung,

disorientasi, dan halusinasi. Efek samping yang terpenting adalah optic neuritis

yaitu berupa penurunan tajam penglihatan, hilangnya kemampuan membedakan

warna, mengecilnya lapang pandang, dan skotoma sentral maupun lateral. Terapi

dengan etambutol juga menyebabkan peningkatan kadar asam urat darah pada

50% pasien (Trevor et al, 2013).

2.4 Apoptosis

2.4.1 Definisi Apoptosis

Apoptosis adalah mekanisme kematian sel yang terprogram yang penting

dalam berbagai proses biologi. Berbeda dengan nekrosis, yang merupakan bentuk

kematian sel sebagai akibat sel yang terluka akut, apoptosis terjadi dalam proses

yang diatur sedemikian rupa yang secara umum memberi keuntungan selama

siklus kehidupan suatu organisme, contohnya adalah pada diferensiasi jari

21

manusia selama perkembangan embrio membutuhkan sel-sel di antara jari-jari

untuk apoptosis sehingga jari-jari dapat terpisah. Apoptosis memiliki peranan

penting dalam fenomena biologis, proses apoptosis yang tidak sempurna dapat

menyebabkan timbulnya penyakit yang sangat bervariasi.Terlalu banyak apoptosis

menyebabkan sel mengalami kekacauan, sebagaimana terlalu sedikit apoptosis

juga menyebabkan proliferasi sel yang tidak terkontrol (kanker) (Elmore, 2007).

Beberapa contoh penyakit yang ditimbulkan karena apoptosis yang

tidak sempurna antara lain:

a. Penyakit autoimun disebabkan karena sel T/B yang autoreaktif terus

menerus.

b. Neurodegeneration, seperti pada penyakit Alzheimer dan Parkinson, akibat

dari

c. apoptosis prematur yang berlebihan pada neuron di otak. Neuron yang

tersisa

d. tidak mempunyai kemampuan untuk meregenerasi sel yang hilang.

e. Stroke iskemik, aliran darah ke bagian-bagian tertentu dari otak dibatasi

sehingga dapat menyebabkan kematian sel saraf melalui peningkatan

apoptosis.

f. Kanker, sel tumor kehilangan kemampuannya untuk melaksanakan

apoptosis sehingga proliferasi sel meningkat

(Won, Kim & Joe, 2003).

22

2.4.2 Fungsi apoptosis

a. Sel yang rusak atau terinfeksi

Apoptosis dapat terjadi secara langsung ketika sel yang rusak tidak

bisa diperbaiki lagi atau terinfeksi oleh virus.Keputusan untuk melakukan

apoptosis dapat berasal dari sel itu sendiri, dari jaringan di sekitarnya, atau

dari sel yang merupakan bagian sistem imun.Jika kemampuan sel untuk

ber-apoptosis rusak atau jika inisiasi apotosis dihambat, sel yang rusak

dapat terus membelah tanpa batas, berkembang menjadi kanker (Elmore,

2007)

b. Respon terhadap stress atau kerusakan DNA

Kondisi stress sebagaimana kerusakan DNA sel yang disebabkan

senyawa toksik atau pemaparan sinar ultraviolet atau radiasi ionisasi (sinar

gamma atau sinar X), dapat menginduksi sel untuk memulai proses

apoptosis. Contohnya pada kerusakan genom dalam inti sel, adanya enzim

PARP-1 memacu terjadinya apoptosis. Enzim ini memiliki peranan

penting dalam menjaga integritas genom, tetapi aktivasinya secara

berlebihan dapat menghabiskan Adenosin Trifosfat (ATP), sehingga dapat

mengubah proses kematian sel menjadi nekrosis (kematian sel yang tidak

terprogram) (Won, Kim & Joe, 2003)

c. Homeostasis

Homeostasis adalah suatu keadaan keseimbangan dalam tubuh

organisme yang dibutuhkan organisme hidup untuk menjaga keadaan

internalnya dalam batas tertentu. Homeostasis tercapai saat tingkat mitosis

(proliferasi) dalam jaringan seimbang dengan kematian sel (Elmore,2007).

23

Efek dari terganggungnya homeostasi dapat terjadi hal-hal seperti berikut

ini:

1. sel membelah lebih cepat dari sel mati.

2. sel membelah lebih lambat dari sel mati.

Mekanisme apoptosis sangat kompleks dan rumit. Secara garis

besarnya apoptosis,menurut Schultz & Harringto (2003) dibagi menjadi 4

tahap, yaitu :

1. Adanya signal kematian (penginduksi apoptosis).

2. Tahap integrasi atau pengaturan (transduksi signal, induksi gen

apoptosis yang

berhubungan, dll)

3. Tahap pelaksanaan apoptosis (degradasi DNA, pembongkaran

sel, dll)

4. Fagositosis.

2.4.3 Signal Penginduksi Apoptosis

Apoptosis tidak memerlukan suatu proses transkripsi atau translasi.

Molecular machine yang dibutuhkan untuk kematian sel dianggap mengalami

dormansi dan hanya memerlukan aktivasi yang cepat. Signal yang

menginduksi apoptosis bisa berasal dari ekstraseluler dan intraseluler. Signal

ekstraseluler contohnya hormon hormon. Hormon tiroksin menginduksi

apoptosis pada ekor tadpole. Apoptosis juga bisa dipicu oleh kurangnya

signal yang dibutuhkan sel untuk bertahan hidup seperti growth factor. Sel

24

lain, sel berhubungan dengan sel yang berdekatan juga bisa memberikan

signal untuk apoptosis.Signal intraseluler misalnya radiasi ionisasi, kerusakan

karena oksidasi radikal bebas, dan gangguan pada siklus sel (Schultz &

Harringto, 2003)

Kedua jalur penginduksi tersebut bertemu di dalam sel, berubah

menjadi famili protein pengeksekusi utama yang dikenal sebagai caspase. Sel

yang berbeda memberikan respon yang berbeda terhadap penginduksi

apoptosis. Misalnya sel splenic limfosit akan mengalami apoptosis saat

terpapar radiasi ionisasi, sedangkan sel myocyte tidak mengalami apoptosis

untuk pemaparan yang sama (Elmore, 2007).

Signal kematian dihubungkan dengan pelaksanaan apoptosis oleh

tahap integrasi atau pengaturan. Pada tahap ini terdapat molekul regulator

positif atau negatif yang dapat menghambat, memacu, mencegah apoptosis

sehingga menentukan apakah sel tetap hidup atau mengalami apoptosis

(mati). Apoptosis diperantarai oleh famili protease yang disebut caspase, yang

diaktifkan melalui proteolisis dari bentuk prekursor inaktifnya (zymogen).

Caspase merupakan endoprotease yang memiliki sisi aktif Cys (C) dan

membelah pada terminal C pada residu Asp, oleh karena itu dikenal sebagai

Caspases (Cys containing Asp specific protease) (Won, Kim & Joe, 2003).

Saat ini telah ditemukan 13 anggota famili caspases pada manusia.

Beberapa anggota famili caspase yang terlibat dalam apoptosis dibedakan

menjadi 2 golongan. Golongan yang pertama terdiri dari caspase 8, 9,10 yang

mengandung prodomain yang panjang pada terminal N, fungsinya sebagai

inisiator dalam proses kematian sel. Golongan yang kedua terdiri dari

25

caspase 3, 6, 7 yang mengandung prodomain yang pendek dan berfungsi

sebagai efektor, membelah berbagai substrat yang mati yang pada akhirnya

menyebabkan perubahan morfologi dan biokimia yang tampak pada sel yang

mengalami apoptosis. Molekul efektor lain dalam apoptosis adalah Apaf-1

(apoptotic protease activating factor) bersama sitokrom c mengambil pro-

caspase 9 di ATP-dependent manner, dan menstimulasi proses perubahan

pro-caspase 9 menjadi caspase 9 (Wang, 2005).

ICE (Interleukin Converting Enzim) secara normal tidak terlibat dalam

apoptosis, tetapi aktivasi tiruannya dalam sel mamalia, dapat mendorong ke

arah tersebut. Masing-masing caspase mempunyai urutan yang sama,

dirancang untuk membelah, maka menjadi jelas caspase membelah satu sama

lain dalam suatu jalur mekanisme pengaktifan.Dua rangkaian caspase saling

melibatkan. Yang satunya menginisiasi proses aktivasi caspase lainnya.

Pertanyaannya siapa yang mengaktifkan caspase yang pertama? Tampak

meragukan, sampai peneliti menemukan bahwa caspase dapat diaktifkan jika

mereka mengumpul pada konsentrasi kritik. Ini bisa terjadi oleh ikatan

molekul signal bunuh diri di permukaan sel. Perubahan konformasi reseptor

dapat mendorong ke arah agregasi dari molekul reseptor permukaan dengan

serentak dengan agregasi caspases intraseluler reseptor agregasi (Won, Kim

& Joe, 2003).

2.4.4 Target Apoptosis

Apoptosis melibatkan:

1. memadatkan inti sel

26

2. memadatkan dan membagi-bagi sitoplasma ke dalam selaput

ikat badan apoptotis

3. rusaknya kromosom ke dalam fragmen yang berisi berbagai

nukleosom

Target protein pada umumnya harus protein lain, suatu DNA

endonuklease. Ketika protein target pecah, DNase bebas untuk berpindah

tempat ke inti dan mulai pelaksanaan. Perubahan dalam apoptosis terjadi

ketika caspase 3 membelah gelsolin, suatu protein dilibatkan dalam

pemeliharaan morfologi sel. Gelsolin yang dibelah membelah actin filamen di

dalam sel. Protein yang lain diperlukan untuk membentuk badan apopotic:

suatu kinase yang disebut p21-activated kinase 2 (PAK-2). Kinase ini

diaktifkan oleh caspase-3 dengan proteolisis terbatas (Porter & Janicke,

1999).

2.4.5 Tahap Pelaksanaan Apoptosis dan Caspase-3

Sinyal apoptosis bisa terjadi secara intraseluler dan ekstraseluler. Jalur

ekstrinsik (ekstraseluler) diinisiasi melalui stimulasi dari reseptor kematian

(death receptor) sedangkan jalur intrinsik diinisiasi melalui pelepasan faktor

signal dari mitokondria dalam sel.Peristiwa apoptosis jalur ekstrinsik

dimulai dari adanya pelepasan molekul signal yang disebut ligan oleh sel lain

tetapi bukan berasal dari sel yang akan mengalami apoptosis. Ligan tersebut

berikatan dengan death receptor yang terletak pada transmembran sel target

yang menginduksi apoptosis. Death receptor yang terletak di permukaan sel

adalah famili reseptor Tumor Necrosis Factor (TNF), yang meliputi TNF-R1,

CD 95 (Fas), dan TNF-Related Apoptosis Inducing Ligan (TRAIL)-R1 dan

27

R2. Ligan yang berikatan dengan reseptor tersebut akan mengakibatkan

caspase inisiator 8 setelah membentuk trimer dengan adaptor Fas Associeted

Death Domain (FADD). Kompleks yang terbentuk antara ligan-reseptor dan

FADD disebut Death Inducing Signaling Complex (DISC). CD 95, TRAIL-

R1 dan R2 terikat dengan FADD, sedangkan TNF-R1 terikat secara tidak

langsung melalui molekul adaptor lain, yaitu : TNF-Reseptor Associeted

Death Domain protein (TRADD) (Wang, 2015).

Stress mitokondria yang menginduksi apoptosis jalur intrinsik

disebabkan oleh senyawa kimia atau kehilangan faktor pertumbuhan,

sehingga menyebabkan gangguan pada mitokondria dan terjadi pelepasan

sitokrom c dari intermembran mitokondria. Protein capcase-9 akan

memotong anggota famili B-Cell Lymphoma (Bcl-2) yaitu BH3 Interacting

Domain (BID). Kemudian Bid yang terpotong pada bagian ujungnya akan

menginduksi insersi Bax dalam membran mitokondria dan melepaskan

molekul proapoptotik seperti sitokrom c, Samc/Diablo, Apoptosis Inducing

Factor (AIF), dan omi/Htr2. dengan adanya dATP akan terbentuk kompleks

antara sitokrom c, APAF1 dan caspase 9 yang disebut apoptosom.

Selanjutnya, capcase 9 akan mengaktifkan downstream procaspase-3 (Won,

Kim & Joe, 2003).

Protein caspase 3 yang aktif memecah berbagai macam substrat,

diantaranya enzim DNA repair seperti poly-ADP Ribose Polymerase (PARP)

dan DNA protein kinase yaitu protein struktural seluler dan nukleus,

termasuk aparatus mitotik inti, lamina nukleus, dan aktin serta endonuklease,

seperti Inhibitor Caspase-Aktivated Deoxyribonuklease (ICAD) dan

28

konstituen seluler lainnya. Selain itu, caspase-3 juga mempunyai kemampuan

untuk mengaktifkan caspese lainnya, seperti procaspase-6 dan procaspase-7

yang memberikan amplifikasi terhadap kerusakan seluler.Adanya seluler stres

meningkatkan ekspresi dari protein p53 yang mengakibatkan terjadinya GI

arrest atau apoptosis. Anggota dari Apoptosis Stimulating Protein p53

(ASPP) yaitu ASPP 1 dan ASPP 2 secara spesifik menstimulasi fungsi

transsktivasi p53 pada promotor gen proapoptotik seperti Bax dan p53

Inducible Gene 3 (PIG 3), tapi tidak pada promotor gen yang menyebabkan

cell cycle arrest, yaitu p21. (Wang, 2015)

2.4.6 Apoptosis Jalur Intrinsik

(Wang, 2015) 2.4 Tahapan apoptosis jalur intrinsik. Gambar tersebut menjelaskan mengenai mekanisme tahapan apoptosis

pada jalur intrinsik. Jalur ini biasa diaktifkan dalam respon stimulus letal yang lain seperti pengrusakan DNA,

stress oksidatif, dan hipoksia. Mitokondria mengandung faktor proapoptosis seperti sitokrom c dan Apoptosis

Inducing Factors (AIF). Sitokrom c yang keluar ke sitoplasma kemudian berikatan dengan Apaf-1 membentuk

Caspase Recruitment Domain (CARD). Beberapa CARD bergabung membentuk kompleks apoptosome

kemudian mengikat pro-caspase 9 dan mengaktivasinya menjadi caspase 9 (caspase inisiator). Caspase 9 ini

akan mengaktivasi procaspase-3 menjadi caspase 3 yang merupakan caspase efektor yang melaksanakan

apoptosis

Proapoptosis seperti sitokrom C dan AIF tersimpan aman dalam

mitokondria. Saat keduanya dilepaskan ke sitoplasma dapat mengaktifkan jalur

29

aktivasi caspase. Pelepasannya diatur oleh famili Bcl-2 yang terikat dengan

mitokondria, yaitu Bax dan Bad. Sitokrom c dalah protein heme yang berperan

sebagai pembawa elektron yang larut dalam air dalam fosforilasi oksidatif

mitokondria. Bila terjadi kumparan elektron melalui sitokrom c oxidase atau

kompleks IV, adanya perubahan kekuatan ion menyebabkan gelombang matriks.

Saat membran dalam mitokondria memiliki permukaan yang lebih luas dibanding

membran luar maka gelombang matriks menyebabkan nonspecific inner

membrane permeability transition pore terbuka sehingga sitokrom c keluar ke

sitoplasma. (Porter, 1999).

Caspase memecah protein menyebabkan inti sel pecah. Protein yang

merupakan target caspase biasanya terikat dengan protein lain, yaitu sebuah

DNA endonuklease. Saat protein pecah, DNase bebas bermigrasi ke nukleus

dan memecahnya. Perubahan membran terjadi saat caspase 3 memecah

gelsolin, suatu protein yang terlibat dalam pemeliharaan morfologi sel.

Gelsolin yang terpecah akan membelah filamen aktin di dalam sel. Caspase 3

juga mengaktivasi kinase yang disebut p21-activated kinase 2 (PAK 2)

melalui proteolisis. PAK2 termasuk protein yang dibutuhkan dalam

membentuk apoptotic body. Wang (2015) menyebutkan, Selama apoptosis

mitokondria mengalami perubahan yang disebabkan oleh :

a. Gangguan oksidasi-fosforilasi dan transport elektron karena radiasi

dan adanya second messenger tertentu seperti ceramide.

b. Perubahan dalam potensial redoks sel dan turunan Reactive Oxygen

Species (ROS).

c. Kerusakan DNA.

30

d. Kerusakan DNA memacu ekspresi protein yang dikenal sebagai

p53. protein ini menyebabkan penghambatan pembelahan sel atau

apoptosis, dimana keduanya akan mnjaga sel dari menjadi sel

tumor. Oleh karena itu gen p53 adalah gen tumor suppressor.

e. Peningkatan ion Ca2+ intraseluler melalui tranduksi signal.

Death Receptor Pathway dan Mitocondrial Pathway bertemu saat

caspase inisiator (caspase 8, 9, 10) menghasilkan aktivasi caspase efektor

(caspase 3, 6, 7).

(Wang, 2015)

Gambar 2.5 Pertemuan Death ReceptorPathway dan Mitocondrial Pathway 2.4.7 Apoptosi Jalur Ekstrinsik

Penginduksi apoptosis dikategorikan dalam 3 grup, yaitu faktor

kematian, obat anti-oksidan yang genotoksik, factor deprivation. Fas ligan,

salah satu contoh faktor kematian, berikatan dengan reseptor Fas,

menyebabkan trimerisasi. Domain kematian yang mengalami trimerisasi

dalam sitoplasma mengikat pro-caspase 8 melalui FADD/MORT1

membentuk DISC. Pro-caspase 8 mengalami autoaktivasi pada DISC menjadi

bentuk enzim yang aktif. Cohen (1997) menyebutkan bahwa Ada 2 jalur

aktivasi caspase 3 melalui caspase 8 :

31

1) Caspase 8 secara langsung mengubah pro-caspase 3 menjadi caspase

3. Caspase 3 membelah berbagai protein sel termasuk ICAD sehingga

CAD dilepaskan dari ICAD, lalu mendegradasi kromosom DNA.

2) Caspase 8 membelah Bid, molekul pro-apoptosis yang termasuk

famili Bcl-2, yang kemudian ditranslokasikan ke mitokondria untuk

melepaskan sitokrom c ke sitosol. Bcl-2.

Caspase memecah protein menyebabkan inti sel pecah. Protein yang

merupakan target caspase biasanya terikat dengan protein lain, yaitu sebuah

DNA endonuklease. Saat protein pecah, DNase bebas bermigrasi ke nukleus

dan memecahnya. Perubahan membran terjadi saat caspase 3 memecah

gelsolin, suatu protein yang terlibat dalam pemeliharaan morfologi sel.

Gelsolin yang terpecah akan membelah filamen aktin di dalam sel. Caspase 3

juga mengaktivasi kinase yang disebut p21-activated kinase 2 (PAK 2)

melalui proteolisis. PAK2 termasuk protein yang dibutuhkan dalam

membentuk apoptotic body.Selama apoptosis mitokondria mengalami

perubahan yang disebabkan oleh :

a. Gangguan oksidasi-fosforilasi dan transport elektron karena radiasi

dan adanya second messenger tertentu seperti ceramide.

b. Perubahan dalam potensial redoks sel dan turunan Reactive

Oxygen Species (ROS).

c. Kerusakan DNA.Kerusakan DNA memacu ekspresi protein yang

dikenal sebagai p53. protein ini menyebabkan penghambatan

pembelahan sel atau apoptosis, dimana keduanya akan mnjaga sel

32

dari menjadi sel tumor. Oleh karena itu gen p53 adalah gen tumor

suppressor.

d. Peningkatan ion Ca2+ intraseluler melalui tranduksi signal.

(Wang, 2015)

Gambar 2.6. Transduksi signal apoptosis. Penginduksi apoptosis dikategorikan dalam 3 grup, yaitu faktor

kematian, obat anti-oksidan yang genotoksik, factor deprivation. Fas ligan, salah satu contoh faktor

kematian, berikatan dengan reseptor Fas, menyebabkan trimerisasi. Domain kematian yang mengalami

trimerisasi dalam sitoplasma mengikat pro-caspase 8 melalui FADD/MORT1 membentuk DISC. Pro-

caspase 8 mengalami autoaktivasi pada DISC menjadi bentuk enzim yang aktif. Caspase 8 secara

langsung mengubah pro-caspase 3 menjadi caspase 3. Caspase 3 membelah berbagai protein sel termasuk

ICAD sehingga CAD dilepaskan dari ICAD, lalu mendegradasi kromosom DNA.

2.5 Drug Induced Liver Injury (DILI)

Perkembangan cedera hepar seiring dengan penggunaan obat-obatan

konvensional atau suplemen diet dan herbal, bahkan dengan adanya penyakit

hepar yang sudah ada sebelumnya, menimbulkan kecurigaan terhadap DILI.

Karena tidak ada penanda spesifik dari DILI, beberapa sistem penilaian telah

dikembangkan untuk menilai kausalitas dalam hepatotoksisitas, namun tidak

tanpa batasan. Oleh karena itu, diagnosis DILI masih bergantung pada identifikasi

hubungan temporal antara cedera obat dan heparserta pengecualian kondisi lain .

Diagnosis DILI sangat sulit dilakukan ketika beberapa agen terlibat, karena salah

33

satu dari mereka mungkin bertanggung jawab atas cedera tersebut. Memang, efek

toksik aditif atau bahkan sinergis dari kombinasi selalu perlu dipertimbangkan

(Suk & Kim, 2012)

Hati merupakan tempat metabolisme utama zat-zat asing di dalam tubuh.

Obat dikonsumsi secara oral lalu diabsorbsi, beberapa zat tersebut utamanya akan

mengalami metabolisme dan hasilnya akan di edarkan melalui aliran darah ke

bagian lainnya untuk dikeluarkan. Peningkatan aktivitas enzim merubah bentuk

obat menjadi sebuah metabolit reaktiv, melalui fase 1 yakni terlibatnya enzim

sitokrom P 450 (CYP450) dalam oksidasi, reduksi atau hidrolisis sehingga tubuh

akan berusaha mendetoksifikasi dengan menurunkan aktivitas enzim melalui

konjugasi glukuronidasi, sulfasi, asetilasi, atau glutation, yang disebut juga

sebagai fase 2, kemudian dilanjutkan pada fase 3 yaitu desposisi obat ke sirkulasi

atau ke getah empedu (Boyer et al, 2012)

Pada peningkatan metabolit reaktif dapat menyebabkan kerusakan sel.

Secara umum ada dua proses yang menyebabkan metabolit reaktiv dapat

menyebabkan kerusakan sel, yakni stress oksidativ dan ikatan kovalen. Stress

oksidatif dapat mengakibatkan kematian sel terprogram (apoptosis) dan nekrosis

akibat dari terlalu banyak oksidan dan kurangnya antioksidan. Ketidakseimbangan

ini berawal dari proses pembentukan ATP di mitokondria dengan mereduksi

oksigen menjadi air (fosfolirasi oksidatif) yang dalam prosesnya, 5% oksigen

dikonversikan menjadi anion superoksida (O2-) dan metabolitnya, yang secara

kolektif dinamakan reaktif oksigen spesies (ROS). ROS ini berbahaya bagi sel

karena dapat bereaksi dengan protein, DNA atau lemak sehingga menyebabkan

kematian sel. Proses lainnya adalah Ikatan kovalen metabolit reaktiv dengan

34

protein yang dapat mengganggu fungsi hati sehingga mengakibatkan perubahan

ditandai dengan peningkatanserum a) Alanine Aminotransferase (ALT) b)

Aspartate Aminotransferase (AST) c) Gamma-Glutamyltransferase (GGT) d)

kadar bilirubin, pada kerusakan hepatosit, sedangkan pada kegagalan hati akan

didapatkan penurunan kadar albumin, peningkatan prothombin time dan juga

peningkatan bilirubin (Laamech et al, 2016).

2.6 Oksidan dan Antioksidan

Radikal bebas adalah suatu atom atau molekul yang tidak stabil dan sangat

reaktif karena memiliki satu atau lebih elektron yang tidak berpasangan

pada orbital terluarnya. Untuk mencapai kestabilan atom atau molekul,

radikal bebas akan bereaksi dengan molekul di sekitarnya untuk memperoleh

pasangan elektron. Reaksi ini akan berlangsung terus menerus dalam tubuh

dan apabila tidak dihentikan akan menimbulkan berbagai penyakit.Dalam

kepustakaan kedokteran radikal bebas sering disamakan dengan oksidan

karena memiliki sifat yang mirip dan dapat menyebabkan kerusakan yang sama

walaupun prosesnya berbeda (Sayuti & Yenrina, 2015).

Radikal bebas yang diproduksi di dalam tubuh normal akan

dinetralisir oleh antioksidan yang ada di dalam tubuh.Bila kadar radikal

bebas terlalu tinggi maka kemampuan dari antioksidan endogen tidak

memadai untuk menetralisir radikal bebas sehingga terjadi keadaan yang

tidak seimbang antara radikal bebas dengan antioksidan.Oksidan adalah bahan

kimia elektrofil yang sangat reaktif dan dapat memindahkan elektron dari

molekul lain dan menghasilkan oksidasi pada molekul tersebut (Strayer & Rubin,

2013).

35

Oksidan yang dapat merusak sel berasal dari berbagai sumber yaitu:

Berasal dari tubuh sendiri, berupa senyawa yang sebenarnya berasal dari

proses biologi normal namun oleh suatu sebab terdapat dalam jumlah yang

berlebihan. Laamech et al (2016) menyebutkan bahwa Proses peradangan akan

menimbulkan reaksi pengerahan sel radang dari sirkulasi ke paru untuk

membunuh bakteri dengan:

a. Melalui ikatan reseptor yaitu ikatan antara reseptor yang dimiliki

sel fagosit dengan ikatan dari bakteri sehingga sel radang dapat

memfagosit bakteri yang teropsonisasi.

b. Respiratory burst bila sel fagosit terpajan. Hal tersebut merupakan

suatu fenomena yang berhubungan dengan peningkatan komsumsi

oksigen dan mengaktivasi pentose fosphate pathway untuk

membentuk koenzim yang tereduksi Nicotinamide Adenine

Dinucleotide Phosphate (NADPH) dan penglepasan oksidan.

Penggunaan oksigen meningkat pada saat respiratory burst

berhubungan dengan aktivitas NADPH yang mempengaruhi

terjadinya radikal superoksid O2.

Efek radikal bebas dalam tubuh akan dinetralisir oleh antioksidan

yang dibentuk oleh tubuh sendiri dan suplemen dari luar melalui makanan,

minuman atau obat obatan, seperti karotenoid, vitamin C, E, dan lain-

lain.Antioksidan adalah senyawa yang melindungi sel melawan radikal

bebas, seperti oksigen singlet, superoksida, radikal peroksil, radikal

hidroksil dan peroxynitrite. Antioksidan menstabilkan radikal bebas

dengan melengkapi kekurangan elektron yang dimiliki radikal bebas, dan

36

menghambat terjadinya reaksi berantai dari pembentukan radikal bebas yang

dapat menimbulkan stres oksidatif (Strayer & Rubin, 2013). Ketidakseimbangan

antara antioksidan dan hasil spesies oksigen reaktif dalam stres oksidatif

menyebabkan kerusakan sel. Cadanes (2014) membagi Fungsi sistem antioksidan

tubuh dalam melindungi jaringan terhadap efek negatif radikal bebas menjadi 5

macam yaitu:

1) antioksidan primer berfungsi mencegah terbentuknya radikal bebas

baru, yaitu enzim Superoksida Dismutase (SOD), Glutation

Peroksidase (GPX), dan katalase,

2) antioksidan sekunder berfungsi menangkap radikal bebas serta

mencegah terjadinya reaksi berantai, yaitu vitamin C, vitamin E,

dan beta karoten, flavonoid,shoigerol shageol,dan gingerol.

3) antioksidan tersier berfungsi memperbaiki sel-sel dan jaringan

yang rusak karena serangan radikal bebas, yaitu jenis enzim

misalnya metionin sulfosida reduktase,

4) oxygen scavenger berfungsi mengikat oksigen sehingga tidak

mendukung reaksi oksidasi, misalnya vitamin C,

5) chelators atau sequesstrants bersifat mengikat logam

yang mampu mengkatalisis reaksi oksidasi misalnya asam sitrat

dan asam amino

Beberapa fungsi antioksidan antara lain; vitamin E dapat mengatasi singlet

oksigen, superoksida dan radikal bebas peroksil; vitamin A mampu

mengatasi singlet oksigen; beta-karoten mampu mengatasi superoksida, peroksil

dan singlet oksigen; vitamin C mengatasi radikal peroksil, superoksida

37

dismutase terhadap radikal superoksida, katalase terhadap H2O2 dan glutation

peroksidase Kemampuan beta karoten untuk menginaktifkan radikal bebas

bukan karena dapat berubah menjadi provitamin A, tetapi karena adanya

ikatan rangkap yang banyak pada struktur molekul menangkap radikal

peroksil di dalam jaringan pada tekanan parsial oksigen yang rendah (Sayuti

& Yenrina, 2015).

2.7 Zingiber officinale Roscoe var. Rubrum (Jahe merah)

2.7.1. Taksonomi

Taksonomi tanaman jahe merah menurut Theilade (2017) adalah sebagai

berikut :

Divisi : Spermatophyta

Sub divisi : Angiospermae

Kelas : Monocotyledonae

Ordo : Zingiberales

Famili : Zingiberaceae

Marga : Zingiberis

Spesies : Zingiber officinale Roscoe

Varietas : Zingiber officinale Roscoe var. Rubrum

(Theilade, 2014)

Gambar 2.7 Jahe Merah

38

2.7.2. Morfologi

Berdasarkan warna dan ukuran, Zingiber officinale memiliki tiga

varietas yakni Z. officinale var. officinale (big white ginger atau giant ginger,

badak atau gajah), Z. officinale var. amarum (small white ginger, emprit), dan

Z.officinale var. rubrum (small red ginger, merah atau berem). dari ketiga

varietas tersebut peneliti menggunakan jahe merah. (Dhanik, 2017)

Jahe merah memiliki karakteristik tinggi tanaman berukuran 0.3-0.8 m,

warna batang hijau, diameter batang berukuran 13-16 mm, jumlah

batang/rumpun 3-6 batang/rumpun, bentuk batang bulat pipih, jumlah

daun/batang 20-26 daun/batang, bentuk daun lanset, ujung daun meruncing,

pangkal daun tumpul, panjang daun 24-31 cm, lebar daun 2-3 cm, panjang akar

21-38 cm, bobot akar 69-144 g, bentuk akar bulat, bentuk rimpang

melengkung/tidak teratur, warna kulit rimpang merah, permukaan rimpang

licin, warna daging rimpang abu-abu muda kekuningan, jumlah anak rimpang

30-50, dan bobot rata-rata total rimpang 224-283 g (Theilade, 2014)

2.7.3. Manfaat

Jahe sering digunakan oleh ibu _ibu rumah tangga sebagai bumbu untuk

memasak dan juga sebagai penghangat tubuh. Jahe sangat bermanfaat bagi

kesehatan tubuh, karena kandungan senyawa phenol yang terbukti memiliki

efek anti radang dan diketahui ampuh mengusir penyakit sendi juga ketegangan

yang dialami oleh otot. Jahe juga berfungsi sebagai antioksidan serta memiliki

manfaat -manfaat lainnya seperti antihipertensi, obat masuk angin dan mual,

mencegah radikal bebas, serta dapat mengobati rematik (Yani, 2010). Jahe juga

dapat bertindak sebagai renoprotektif karena kandungan antioksidannya.

(Gholampour et al, 2017)

39

2.7.4. Kandungan

Jahe memiliki beberapa kandungan bahan aktif seperti zingerone,

gingerdiol, zingibrene, gingerol, dan shogaol, bahan-bahan aktif ini diketahui

memiliki aktivitas antioksidan. Aktivitas antioksidan dalam jahe disebabkan

adanya senyawa polifenol (6-gingerol dan derivatnya). Konstituen utama dari

jahe adalah minyak volatil (zingiberene, curcumene, farnesene, zingiberol, D-

camphor), shogaol, diarilheptanoid, gingerol, paradol, zerumbone, terpenoid,

dan flavonoid jahe (Wackhaure, 2018).

Jahe merah mempunyai kandungan 6-gingerol, 8-gingerol, 10-gingerol

dan 6-shogaol yang lebih tinggi dibandingkan dengan jahe gajah yaitu sebesar

18.03, 4.09, 4.61, dan 1.36 mg/g (Fathona, 2011). Data kandungan fitokimia

rimpang jahe merah yang sudah diketahui menurut Fathona pada tabel 2.5.

Tabel 2.5. Kandungan Fitokima Rimpang Jahe Merah (mg/g)

Kandungan Jahe merah Jahe gajah

6-gingerol, 18.03 mg/g 9.56 mg/g

8-gingerol, 4.09 mg/g 1.49 mg/g

10-gingerol 4.61 mg/g 2.96 mg/g

6-shogaol 1.36 mg/g 0.92g/g (Fathona, 2014)

2.7.4.1 6- Gingerol

Gambar 2.8 struktur Kimia 6-Gingerol

(Kyoung, 2007)

6-gingerol(1-[40-hydroxy-30-methyoxyphenyl]-5-hydroxy-3-

decanone) merupakan senyawa phenol alami pada tanaman dan

merupakan komponen utama pada jahe segar atau jahe yang belum

40

diolah. 6-gingerol memiliki beragam efek farmakologis, termasuk

diantaranya ialah efek antioksidan, anti-inflamasi, dan anti kanker. 6-

gingerol juga dapat menghambat TPA (12-Otetradecanoylphorbol-13-

acetate) yang merupakan mediated tumor promotion serta dapat

menghambat TNF-α. 6-gingerol juga dapat menghambat

Cyclooxigenase-2 (COX-2) yang diinduksi oleh Ultraviolet-B dengan

cara mensupresi jumlah ROS intraseluler (Kyoung et al, 2007).

2.7.4.2. Flavonoid

Flavonoid merupakan kelompok senyawa alami dengan struktur

fenolik bervariasi dan biasa ditemukan pada tanaman. Struktur kimia

flavonoid didasarkan pada 15 kerangka rantai karbon yang terdiri dari

dua cincin benzen yang dihubungkan melalui cincin pirometer

heterosiklik (Kumar and Pandey, 2013).

Flavonoid dapat dibagi menjadi berbagai kelas seperti flavon

(misalnya flavon, apigenin, dan luteolin), flavonol (misalnya quercetin,

kaempferol, myricetin, dan fisetin), flavanon (misalnya flavanone,

hesperetin, dan naringenin), dan lainnya (Kyoung et al, 2007).

Flavonoid memilik banyak kandungan biokimia, namun

kandungan terbaik dari setiap grup flavonoid ialah sifat

antioksidannya.Aktifitas antioksidan dari flavonoid tergantung pada

susunan grup fungsional dari struktur nukelusnya. Konfigurasi, substitusi

dan jumlah total dari gugus hidroksil secara substansial mempengaruhi

beberapa mekanisme dari aktifitas antioksidan seperti radical scavenging

dan metal ion chelation ability. Cincin B dari gugus hidroksil merupakan

41

komponen yang paling signifikan dalam mekanisme scavenging dari ROS

dan RNS, karena dapat memberikan hidrogen dan elektron ke hidroksil,

peroksil, dan peroksinitrit radikal, serta menstabilkannya (Kumar and

Pandey, 2013).

Mekanisme dari antioksidan sendiri meliputi supresi dari

pembentukan ROS baik dengan penghambatan enzim atau dengan

mengeliminasi unsur-unsur yang terlibat dalam pembentukan ROS,

scavenging ROS, dan proteksi dari pertahanan antioksidan.Kerja flavonoid

meliputi mekanisme yang telah disebutkan diatas.Beberapa efek yang

terjadi kemungkinan merupakan kombinasi dari aktifitas radical

scavenging dan interaksi dengan fungsi enzim.Flavonoid menghambat

enzim yang terlibat pada pembentukan ROS, seperti mikrosomal

monooksigenase, glutation S-transfarase, mitokondrial suksinoksidase,

NADH oksidase, dan lainnya. Oleh karena itu dapat disimpulkan

bahwasannya flavonoid dapatmenurunkan atau mengurangi stress oksidatif

dengan menghambat ROS. (Wackhaure, 2018)

2.8 Rattus Novergicus Strain Wistar

Tikus Putih (Rattus Novergicus) merupakan spesies mamalia yang sering

digunakan untuk kepentingan penelitian eksperimental.Tikus putih sangat mudah

beradaptasi dengan baik dan cenderung tahan terhadap berbagai macam perlakuan

saat penelitian (Sharp & Vilano, 2013).

42

Klasifikasi tikus putih sebagai hewan percobaan dalam taksonomi sebagai

berikut:

Kingdom : Animalia

Filum : Chordata

Kelas : Mamalia

Ordo : Rodentia

Subordo : Odontoceti

Familia : Muridae

Genus : Rattus

Spesies : Rattus Novergicus

(Sharp & Vilano, 2013)

Gambar 2.9 Rattus norvegicus Galur Wistar

2.8.1 Karakteristik dan Morfologi Tikus Putih

Tikus merupakan mamalia yang mempunyai peranan penting

dalam kehidupan manusia, baik bersifat menguntungkan maupun

merugikan. Salah satu sifat menguntungkan tikus adalah sebagai hewan

coba. Jenis yang paling umum digunakan sebagai hewan coba adalah

tikus Norwegia yang telah berevolusi menjadi Rattus norvegicus yang

hidup terutama dalam liang di tanah (Balitbang Pertanian, 2016).

43

Rattus norvegicus sebagai hewan omnivora (pemakan segala) yang

biasanya mau mengkonsumsi semua makanan yang dapat dimakan

manusia. Kebutuhan pakan bagi seekor tikus setiap harinya kurang

lebih sebanyak 10% dari bobot tubuhnya, jika pakan tersebut berupa

pakan kering. Hal ini dapat pula ditingkatkan sampai 15% dari bobot

tubuhnya jika pakan yang dikonsumsi berupa pakan basah. Kebutuhan

minum seekor tikus setiap hari kira-kira 15-30 ml air. Jumlah ini dapat

berkurang jika pakan yang dikonsumsi sudah mengandung banyak air

(Demetrius, 2005)

Rattus norvegicus dapat berkembang biak secara cepat dan dalam

jumlah yang cukup besar. Hewan ini berbeda dengan mencit, karena

memiliki ukuran tubuh yang lebih besar dari pada mencit. Anatomi

tikus dimana tempat esofagus-nya bermuara ke dalam lambung yang

tidak dilengkapi dengan kantong empedu. Membuat Rattus norvegicus

tidak mudah muntah. Rattus norvegicus dewasa umur 2 bulan memiliki

berat rata-rata 200-300 gram. Berat badan tersebut dapat juga mencapai

500 gram, dengan ukuran yang relatif besar, Rattus norvegicus mudah

dikendalikan atau dapat diambil darahnya dalam jumlah yang relatif

besar pula (Pritchett & Corning, 2004).

Tikus sebagai “mouse model” sangat cocok untuk penelitian

penyakit pada manusia dengan adanya kesamaan organisasi DNA dan

ekspresi gen dimana 98% gen manusia memiliki gen yang sebanding

dengan gen tikus. Tikus juga memiliki kesamaan dengan manusia

dalam sistem reproduksi, syaraf, metabolisme, penyakit (kanker,

44

diabetes) dan bahkan kecemasan. Melalui penelitian manipulasi gen

tikus dapat dipakai untuk pengembangan pengobatan penyakit manusia,

membantu memahami fisiologis manusia dan penyebab penyakit

(Balitbang Pertanian, 2016).

Hati tikus dan mencit sebagai organ metabolism utama memiliki

struktur dan fungsi yang homogen dengan hati manusia. Warna hati

coklat kemerahan yang terletak di bagian bawah diafragma. Fungsi hati

tikus dan mencit yaitu untuk mengubah zat makanan yang diserap dari

usus dan kemudian disimpan di organ tubuh lain; mengubah hasil

metabolisme untuk diekskresikan kedalam empedu dan urin

(Demetrius, 2005).

Tabel 2.6. Perbandingan hati mencit, tikus, dan manusia

Pembanding Mencit Tikus Manusia

Hepatosit Tidak terlihat

jelas Sel tunggal

Sama seperti

tikus

Triad porta

Triad yang

lebih besar

dapat terlihat

Lebih jelas

disbanding

mencit

Semua ukuran

terlihat jelas

Sinusoid Fenestrated

dan diskontinu

Sama seperti

mencit

Sama seperti

mencit dan

tikus

Kupffer 15% dari total

sel hati

Sama seperti

mencit

Sama seperti

mencit dan

tikus

Sel stellata Ada pada

sinusoid

Sama seperti

mencit

Sama seperti

mencit dan

tikus

(Treuting, et al., 2017)