2 TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Diabetes melitus

Diabetes melitus adalah penyakit gangguan metabolik yang telah lama

dikenal dalam peradaban manusia. Georg Ebers seorang ahli Mesir kuno pada

tahun 1862 mendapati suatu lembaran (papirus) dalam kuburan di Thebes tentang

catatan adanya penyakit ini pada masyarakat Mesir kuno (± 1550 SM). Araeus

pada abad pertengahan memberi gambaran bahwa tubuh penyandang penyakit ini

menyusut menjadi air seni dan menyebutnya dengan istilah diabetes, sementara itu

Willis dalam pengamatannya mendapati bahwa air seni penyandang penyakit ini

terasa manis dan kondisi ini disebutnya dengan istilah melitus. Saat ini bila

seseorang sering mengeluarkan air seni dan air seninya mengandung glukosa

maka dapat dinyatakan orang tersebut menderita diabetes melitus (Pushparaj et al.

2001).

Diabetes melitus merupakan sindrom multifaktorial metabolik yang

dicirikan oleh adanya hiperglikemia sebagai akibat gangguan sekresi insulin, kerja

insulin atau kombinasinya. Gejala umumnya adalah poliuria (sering kencing),

polidipsia (rasa haus yang terus-menerus), kehilangan berat badan dan kadang-

kadang polifagia (perasaan lapar yang berlebih). Kriteria diagnosis diabetes

melitus dapat dilihat pada Tabel 1.

Tabel 1. Kriteria Diagnosis Diabetes Melitus 1. HbA1C

2. Gula darah puasa ≥ 126 mg/dL ≥ 6,5 %

Puasa: tidak mengkonsumsi sumber kalori paling tidak selama 8 jam 3. Gula darah 2 jam ≥ 200 mg/dL pada uji toleransi gula secara oral

Tes toleransi glukosa oral (TTGO) yaitu pengujian 75 g glukosa anhidrat yang dilarutkan dalam air

4. Gejala diabetes dengan konsentrasi glukosa darah ≥ 200 mg/dL Gejala diabetes: poliuria, polidipsia, kehilangan berat badan

Sumber : American Diabetes Association (2011).

Berdasarkan klasifikasinya, diabetes melitus dapat terbagi menjadi empat,

yaitu diabetes tipe 1, diabetes tipe 2, diabetes tipe lain, dan diabetes saat hamil.

Klasifikasi etiologis diabetes melitus dapat dilihat pada Tabel 2.

6

Tabel 2. Klasifikasi Etiologis Diabetes Melitus

I. Diabetes melitus tipe 1 (destruksi sel beta, umumnya mengarah pada defisiensi insulin absolut) A. melalui proses imun B. Idiopatik

II. Diabetes melitus tipe 2 (bervariasi mulai yang predominan resistensi insulin disertai defisiensi insulin relatif sampai yang predominan gangguan sekresi insulin bersama resistensi insulin)

III. Diabetes melitus tipe lain A. Defek genetik fungsi sel beta:

Kromosom 12, HNF-1α (MODY3); Kromosom 7, glukokinase (MODY2); Kromosom 20, HNF-4α (MODY1); Kromosom 13, insulin promoter faktor-1 (IPF-1; MODY4); Kromosom 17, HNF-1β (MODY5); Kromosom 2, NeuroD1 (MODY6); DNA mitokondria; lainnya

B. Defek genetik kerja insulin Insulin resisten tipe A, Leprechaunism, Sindrom Rabson-Mendenhall, Diabetes lipoatropik, lainnya

C. Penyakit eksokrin pankreas Pankreatitis, Trauma/prankreatektomi, Neoplasia, Cystic fibrosis, Hemochromatosis, Pankreatopati fibrokalkulus, lainnya

D. Endokrinopati Akromegali, Sindrom Cushing, Glukagonoma, Stomatostatinoma, Feokromositoma, Hipertiroidism, Aldosteronoma, lainnya

E. Karena obat/zat kimia: vacor, pentamidin, asam nikotinat, tiazid, glukokortikoid, hormon tiroid, interferon γ, dilantin, agonis β-adrenergik, diazosida, lainnya

F. Infeksi : Rubella kongenital, cytomegalovirus, lainnya G. Imunologi: sindrom “stiff-man” dan antibodi anti reseptor insulin H. Sindrom genetik lain: sindrom Down, sindrom Klinefelter, sindrom Turner,

sindrom Wolfram, atasia Friedreich, Huntington’s chorea, sindrom Lawrence-Moon-Btedl, Myotonic dystrophy, porphyria, sindrom Pruder-Willi, lainnya

IV. Diabetes melitus Kehamilan Sumber : American Diabetes Association (2011).

Individu yang menderita diabetes tipe 1 sangat membutuhkan insulin dari

luar tubuh selama hidupnya guna menghindarkan ketoasidosis. Hal itu terjadi

karena individu tersebut mengalami defisiensi insulin absolut yang diakibatkan

oleh proses autoimun terhadap sel β pankreasnya. Kerusakan ini terjadi karena

adanya suatu stimulus dari luar atau determinan genetik yang memungkinkan sel

β pankreas dikenali sebagai benda asing. Pulau Langerhans selanjutnya diinfiltrasi

oleh sel T teraktivasi yang mengarah pada pengrusakan sel β pankreas dan

akhirnya menjadi insulitis (Champe dan Harvey, 1994).

Hiperglikemia dan ketoasidosis merupakan ciri utama bagi orang yang

mengalami diabetes tipe 1. Hiperglikemia disebabkan oleh peningkatan produksi

glukosa hati diiringi dengan penurunan pemanfaatan glukosa oleh jaringan perifer.

Ketosis merupakan hasil peningkatan mobilisasi asam lemak dari jaringan lemak

7

dan peningkatan sintesis 3-hidroksibutirat dan asetoasetat oleh hati. Perubahan

metabolik ini terjadi sebagai akibat defisiensi insulin dan berlebihnya glukagon

dalam darah (Brody, 1999).

Diabetes tipe 2 merupakan bentuk diabetes yang paling banyak diderita

oleh masyarakat dunia, termasuk Indonesia. Empat ciri gangguan metabolik pada

orang yang menderita diabetes melitus tipe 2 antara lain: kegemukan, kegagalan

kerja insulin, disfungsi sekresi insulin dan peningkatan pembentukan glukosa

endogen (Weyer et al, 1999).

Etiologi terjadinya diabetes melitus tipe 2 berawal dari faktor gen dan

lingkungan (gaya hidup serta diet). Faktor tersebut dapat mengakibatkan adanya

resistensi insulin. Dalam kondisi fungsi sel β pankreas normal, hiperinsulinemia

akibat resistensi insulin dapat dikompensasi hingga kadar glukosa darah tetap

normal. Tetapi bila fungsi sel β pankreas tidak normal, sekresi insulin akan

menurun lalu terjadi hiperglikemia dan berlanjut menjadi diabetes melitus tipe 2

(Waspadji, 2003).

Penyandang diabetes melitus tipe 2 seringkali terkait dengan resistensi

insulin, yaitu suatu keadaan di mana kandungan insulinnya cukup banyak namun

efek fisiologisnya rendah (Lebovitz, 1999). Resistensi insulin dapat terjadi

karena berbagai hal seperti kegagalan dalam transduksi signal, kisaran insulin

yang abnormal, atau reseptor insulin yang gagal memberikan signal untuk

mentranslokasikan transporter glukosa dari sitoplasma ke membran sel (Champe

dan Harvey, 1994).

Penyandang diabetes melitus tipe 2 kebanyakan menderita kegemukan.

Kegemukan dapat diakibatkan oleh dua faktor, yaitu faktor gen dan lingkungan.

Faktor gen thrifty dapat mengakibatkan peningkatan penyimpanan lemak dan

menurunkan ambilan glukosa, sedangkan penyebab kegemukan akibat faktor

lingkungan dapat berupa gaya hidup santai dan makan makanan dalam jumlah dan

frekuensi yang banyak.

Penyandang kegemukan dapat mengalami hiperinsulinemia. Hal ini terjadi

karena adanya kompensasi sel β pankreas untuk mensekresi insulin secara

berlebih akibat glukosa darah yang berada dalam peredaran darah masih tinggi.

Walau demikian glukosa yang masuk dalam sel tetap tidak banyak. Bila

8

berlangsung lama, sel akan mengalami kekurangan glukosa sebagai sumber

energinya. Guna memenuhi zat tersebut, sel melakukan glukoneogenesis.

Glukoneogenesis pada jaringan lemak selain menghasilkan glukosa juga asam

lemak. Bila keadaan ini terus berlanjut mengakibatkan kandungan asam lemak

bebas dalam darah meningkat. Tingginya asam lemak bebas dalam darah dapat

mengakibatkan penurunan ambilan glukosa oleh otot, meningkatkan produksi

glukosa pada hati, dan dapat menghambat sekresi insulin oleh sel β pankreas.

Penghambatan sekresi insulin oleh asam lemak bebas pada awalnya dapat

dikompensasi, namun bila terus berlanjut sel β pankreas juga akan mengalami

gangguan sekresi insulin. Sementara itu tingginya produksi glukosa hati dan

rendahnya ambilan glukosa oleh otot akan mengakibatkan resistensi insulin.

Keadaan ini bila berlangsung lama dan seiring rendahnya sekresi insulin

menimbulkan kejadian hiperglikemik (Proietto et al., 1999; LeRoith dan Zick,

2001; Cefalu, 2001). Efek kegemukan terhadap patogenesis diabetes tipe 2 dapat

dilihat pada Gambar 1.

Faktor genetik / lingkungan

Konsumsi kalori berlebih

Hiperinsulinemia

Peningkatan Asam Lemak Bebas & Trigliserida, serta penumpukan lemak

Sel Lemak Otot Hati Sel β

Resistensi insulin Kompensasi sel β

Resistensi insulin Perubahan ekspresi &

makin meningkat pensignalan gen

Diabetes tipe 2 Penurunan sekresi insulin

Gambar 1. Efek kegemukan terhadap patogenesis diabetes melitus tipe 2 (Prentki et al., 2002)

9

2.2 Stres Oksidatif

Radikal bebas adalah atom atau molekul yang elektron terluarnya tidak

berpasangan, hingga menjadikannya tidak stabil dan sangat reaktif. Pada kondisi

tubuh normal, radikal bebas diproduksi untuk membunuh mikroorganisme dan

menghancurkan sel kanker (Nadler and Natarajan, 2000). Dalam tubuh, radikal

bebas dibentuk di membran sel dan organel seperti mitokondria, peroksisom,

retikulum endoplasmik dan sitosol melalui reaksi-reaksi enzimatik fisiologis

dalam proses metabolisme (Madhavi et al., 1996).

Radikal bebas dapat berkaitan pada atom oksigen dan nitrogen. Radikal

bebas yang berkaitan dengan atom oksigen antara lain anion superoksida,

hidrogen peroksida, hidroksil radikal, peroksil, dan alkoksil, sedang yang

berkaitan dengan atom nitrogen adalah nitrit oksida, nitrogen dioksida, dan

peroksinitrit (Fang et al., 2002).

Anion superoksida adalah bentuk tereduksi molekul oksigen yang

dibentuk melalui penerimaan satu elektron. Anion superoksida adalah radikal

bebas pertama kali yang dibentuk dari sistem pemindahan elektron pada

mitokondria. Hidrogen peroksida dibentuk melalui reaksi dismutasi anion

superoksida oleh superoksida dismutase. Radikal ini bersifat sangat mudah

berdifusi, namun merupakan radikal bebas paling tidak reaktif. Hidroksil radikal

adalah radikal bebas yang paling reaktif. Radikal ini dibentuk melalui pemecahan

ikatan kovalen hidrogen dan oksigen saat radiasi sel, homolytic fission, reaksi

Fenton dan reaksi Haber Weiss. Radikal peroksil dan alkoksil dibentuk melalui

dekomposisi alkil peroksida, iradiasi sinar ultra violet, dan homolisis peroksida.

Nitrit oksida adalah radikal bebas dengan elektron tidak berpasangan

tunggal. Radikal ini dibentuk dari L-arginin oleh NO sintase dan bukan termasuk

radikal bebas reaktif. Nitrogen dioksida dibentuk dari reaksi radikal peroksil dan

nitrit oksida dan merupakan radikal bebas yang mampu memulai peroksidasi

lemak. Peroksinitrit adalah radikal bebas yang dibentuk dari reaksi nitrit oksida

dan anion superoksida. Radikal ini berkemampuan merusak jaringan dan

mengoksidasi LDL (Lee et al., 2004).

Radikal bebas oksigen dalam tubuh berperan dalam proses fisiologis

seperti transduksi signal, transkripsi gen, pengaturan aktivitas guanilat siklase,

10

sedang radikal nitrogen berperan dalam proses relaksasi dan proliferasi sel otot

halus, adesi sel darah putih, agregasi platelet, angiogenesis, trombosis, tekanan

pembuluh darah, hemodinamis, serta pada syaraf berperan sebagai

neurotransmiter (Halliwell and Gutteridge, 1999, Droge, 2002).

Radikal bebas juga dapat bertindak sebagai oksidan terhadap enzim yang

mengandung logam, radikal bebas, dan spesies reaktif lainnya yang dapat

mengakibatkan oksidasi pada biomolekul hingga mengarah pada kerusakan sel,

penyakit degeneratif, hingga kematian (Fridovich, 1999; McCord, 2000).

Stres oksidatif adalah suatu keadaan di mana kandungan oksidan atau

radikal bebas dalam tubuh lebih banyak dibanding antioksidannya (Bonnefont-

Rousselot et al, 2000). Menurut Jakus (2000), Bonnefont-Rousselot et al. (2000),

Maritim et al. (2003), Martin-Gallan et al, (2003), dan DeMattia et al. (2003) stres

oksidatif dapat dialami penyandang diabetes akibat autooksidasi glukosa, induksi

dan aktivasi enzim-enzim lipoksigenase, aktivasi glikasi, dan penurunan aktivitas

antioksidan enzim.

Saat hiperglikemik, glukosa yang berbentuk enediol mudah mengalami

autooksidasi dalam suatu reaksi transisi yang diperantarai logam menjadi anion

radikal enediol. Radikal ini selanjutnya diubah menjadi ketoaldehid yang dapat

menghasilkan anion superoksida. Radikal ini selanjutnya berubah menjadi

hidrogen peroksida dan akhirnya menjadi radikal hidroksil. Radikal hidroksil yang

dihasilkan melalui autooksidasi glukosa secara spesifik menunjukkan

pengrusakan terhadap protein.

Kondisi hiperglikemik dapat meningkatkan aktivitas dan ekspresi enzim-

enzim lipoksigenase. Enzim lipoksigenase dapat mengoksidasi LDL dengan

mekanisme pengoksidasian asam arakidonat dan linoleat. Produk peroksidasi

asam arakidonat disebut isoprostan. Isoprostan jenis 8-epi-prostaglandin (PG) F2α

Saat keadaan hiperglikemia asam amino bebas dari protein dapat bereaksi

dengan gula pereduksi (glukosa) melalui proses yang disebut glikasi atau reaksi

Maillard. Reaksi ini diawali oleh reaksi kondensasi gula reduksi dengan asam

amino bebas untuk membentuk basa Schiff. Melalui pengaturan ulang basa ini

menunjukkan peningkatan pada penyandang diabetes. Aktivasi enzim ini juga

dapat membentuk anion superoksida (Natarajan et al., 1996; Davi et al., 1999).

11

akan membentuk produk Amadori. Produk ini selanjutnya terdegradasi dengan

kehilangan RNH2

Apoptosis adalah suatu proses kematian sel secara fisiologis yang

dilakukan melalui suatu mekanisme rangkaian sel yang terprogram secara genetik.

Apoptosis dapat dipicu oleh stres oksidatif, di samping karena adanya kerusakan

DNA dan tiadanya faktor-faktor untuk kelangsungan hidup. Sel-sel yang

mengalami apoptosis menunjukkan bahwa sitoplasmanya mengalami stres

oksidatif. Sel yang mengalami apoptosis tidak menimbulkan kerusakan pada sel di

menjadi α-dikarbonil (deoksiglukoson). Senyawa ini lebih

reaktif dibanding gula asal dalam kemampuannya bereaksi dengan asam amino

dan interaksi ini membentuk produk akhir yang disebut advanced Maillard

products atau advanced glycation end products (AGEs). AGEs ini dapat

membentuk anion superoksida (Yim et al., 1995; Meng et al., 1998).

Pembentukan radikal bebas tubuh yang berlebih saat diabetes melitus

dapat memicu penurunan kadar antioksidan enzimatik tubuh serta mengubah

keseimbangan oksidan dan antioksidan tubuh. Stres oksidatif pada diabetes

melitus terjadi akibat pembentukan spesies oksigen reaktif secara berlebih dan

penurunan antioksidan enzimatik secara drastis (Jakus, 2000, Evans et al. 2002).

Mekanisme pertahanan antioksidan enzim aktivitasnya akan mengalami

penurunan saat tubuh mengalami hiperglikemia. Antioksidan ini tidak dapat

bereaksi secara berantai saat hiperglikemia, hingga aktivitasnyapun menurun.

Penurunan aktivitas antioksidan ini dapat juga diakibatkan oleh terhambatnya

pertumbuhan sel endotelium oleh kondisi hiperglikemik. Sel endotelium yang

rusak tidak dapat menghasilkan antioksidan enzim secara normal (Kashiwagi et

al. 1999).

Stres oksidatif yang berlebihan akan menimbulkan kematian sel.

Mekanismenya dapat melalui nekrosis atau apoptosis. Nekrosis adalah proses

kematian sel atau jaringan yang terjadi secara tiba-tiba atau setelah terjadi pajanan

radikal bebas pada sel atau jaringan tersebut. Nekrosis dapat mengakibatkan sel

mengalami kehilangan intergritas mitokondria, membran plasma, membran

peroksisom, dan lisosom, pembengkakan sel dan rupture, kerusakan dan lisis sel

(Halliwell and Gutteridge, 1999).

12

sekitarnya, karena sel tersebut tidak melakukan proses penglepasan intraselular ke

ekstraselular (Sesikeran et al., 2002).

2.2.1 Stres Oksidatif dan Kerusakan Sel

Stres oksidatif menurut Halliwell dan Gutteridge (1999) dapat merusak sel

dengan cara mengganggu metabolisme kalsium, fragmentasi DNA, merusak

bentuk dan keutuhan sel. Kandungan ion kalsium intraselular dipertahankan

sangat rendah oleh enzim Ca2+ ATPase dan ion channel Ca2+. Kandungan ini akan

meningkat secara perlahan untuk menghasilkan sinyal metabolik sebagai respons

terhadap beberapa hormon. Radikal bebas dapat mengganggu atau merusak

aktivitas enzim Ca2+ ATPase yang mengandung gugus sulfhidril (-SH). Enzim ini

di dalam sel berfungsi sebagai pengendali konsentrasi ion Ca2+ dalam sel. Dengan

adanya radikal bebas, aktivitas enzim ini menjadi inaktif hingga pengendalian

konsentrasi Ca2+ terganggu. Ion Ca2+ yang berada di dalam mitokondria dan

retikulum endoplasmik akan mengalami efluks ke dalam sitosol namun ion ini

tidak bisa keluar dari sel. Akibatnya kadar Ca2+ sitosol meningkat dan dapat

meningkatkan aktivitas enzim-enzim yang tergantung pada konsentrasi Ca2+ yaitu:

protease, fosfolipase dan endonuklease.

Ion channel Ca2+ adalah suatu protein yang berfungsi menjaga kadar Ca2+

dalam intraselular tetap rendah. Saat sel mengalami stres oksidatif, komponen

protein channel ini menjadi berubah atau rusak hingga kadar Ca2+ dalam sel dapat

menjadi meningkat. Tingginya kadar Ca2+ dalam sel dapat mengaktifkan enzim-

enzim yang tergantung pada Ca2+

Kerusakan sel dapat juga diakibatkan oleh terfragmentasinya DNA sel.

Hal ini terjadi karena rantai utama DNA dipotong endonuklease yang teraktivitasi

oleh tingginya kadar Ca

seperti fosfolipase, endonuklease, dan protease.

Teraktivasinya enzim tersebut dapat merusak integritas sitoplasma sehingga sel

akan mengalami kematian.

2+. Fragmentasi juga dapat diakibatkan oleh reaksi antara

radikal hidroksil (OH*) dengan DNA yang berikatan dengan Fe2+. Ion Fe2+ ini

didapat dalam sel ketika sel mengalami stres oksidatif. Fragmentasi DNA yang

berlebihan baik karena enzim endonuklease maupun radikal hidroksil dapat

mengaktifkan enzim poli (ADP-ribosa) sintetase. Jika banyak untaian DNA yang

13

rusak, enzim ini akan menggunakan NAD+ sebagai substrat dalam jumlah besar

sehingga metabolisme sel terganggu dan bahkan terhenti hingga sel menjadi mati.

Sitoskeleton, molekul adesi, dan penghubung antar sel merupakan

komponen protein yang memiliki gugus thiol (-SH). Komponen ini dalam sel

berfungsi sebagai penentu bentuk dan keutuhan sel. Apabila gugus ini teroksidasi

oleh radikal bebas maka akan menimbulkan kerusakan dan lepasnya sel

endotelium dari sel tetangganya atau dari matriks ekstraselular. Matriks

ekstraselular sel terdiri dari komponen protein yang berupa serabut dan cairan

viscous. Komponen ini berinteraksi dengan sel endotelium untuk mengatur

perlekatan, migrasi, dan proliferasi sel endotelium. Apabila komponen ini

teroksidasi oleh radikal bebas berakibat sel mengalami kerusakan dan terjadi

penglepasan sel endotelium. Sedangkan membran basalis sebagai tempat

perlekatan sel endotelium yang terdiri dari protein serabut kolagen dengan adanya

radikal bebas akan mengalami kekakuan hingga sel endotelium pun terlepas.

Oksidasi radikal bebas terhadap gugus tiol juga dapat mengakibatkan

blebbing (pelepuhan) yaitu perubahan bentuk sel endotelium menjadi lebih bulat.

Jika proses pelepuhan lebih parah, tonjolan sel akan mengalami rupture dan

terbentuk lubang pada membran sehingga sel akan mati. Selain akibat oksidasi

terhadap gugus tiol pelepuhan juga dapat diakibatkan oleh enzim protease yang

teraktivasi oleh tingginya kadar Ca2+

Radikal bebas yang bersifat reaktif dapat menarik atom hidrogen asam

lemak tidak jenuh rantai panjang dari membran sel. Senyawa karbon yang atom

hidrogennya dikurangi memiliki elektron yang tidak berpasangan dan menjadi

dalam sitoplasma.

2.2.2 Stres Oksidatif dan Membran Sel

Komponen utama penyusun membran sel adalah lemak dan protein. Kedua

komponen ini menurut Halliwell dan Gutteridge (1999) dalam kondisi stres

oksidatif akan mengalami kerusakan hingga sel menjadi mati. Kerusakan ini

dipicu adanya reaksi oksidasi oleh radikal bebas. Asam lemak rantai panjang tak

jenuh dari fosfolipid membran sel sangat peka terhadap keberadaan radikal bebas

hingga mengalami peroksidasi. Peroksidasi lemak pada membran sel ini dapat

mengakibatkan membran mengalami perubahan permeabilitas.

14

radikal bebas. Radikal hidroksil merupakan salah satu radikal bebas yang dapat

mengawali peroksidasi lemak.

C-H + OH* C* + H2O

Ketika radikal C* terbentuk pada bagian hidrofob membran sel, akan

memudahkan terjadi reaksi antara radikal ini dengan O2

Lipid* + O

yang terlarut dalam

membran.

2 Lipid-O2

Lipid-O

* (radikal peroksil)

Radikal peroksil yang terbentuk ini bersifat sangat reaktif dan dapat

mengoksidasi rantai asam lemak panjang tidak jenuh lainnya yang berdekatan.

2* + Lipid-H Lipid-O2

Mekanisme penghambatan aktivitas radikal bebas oleh antioksidan

menurut Widodo et al. (1995) dapat berupa: 1. bekerja sebagai pengganti enzim

antioksidan yang telah habis, 2. bekerja dengan mengintervensi reaksi radikal

bebas, dan 3. mematahkan reaksi rantai pada reaksi radikal bebas. Sementara itu

H + Lipid*

Reaksi-reaksi di atas akan berulang kembali dan keseluruhan proses

tersebut bersambung dalam reaksi berantai radikal bebas hingga sel menjadi rusak

dan mati.

Protein juga merupakan komponen penyusun membran sel. Komponen ini

berada di bagian dalam dan luar membran. Radikal bebas dapat merusak

komponen ini melalui reaksinya dengan asam amino penyusun protein yang

mengandung gugus sulfhidril (-SH). Pembentukan ikatan disulfida akibat reaksi

ini akan menimbulkan ikatan antar molekul protein secara silang hingga protein

mengalami agregasi atau depolarisasi. Akibatnya protein menjadi kaku dan

kehilangan fungsi sebagai kanal ion maupun pompa ion. Hilangnya fungsi ini

memudahkan sel menjadi rusak dan mati.

2.2.3 Sistem Proteksi terhadap Radikal Bebas

Terbentuknya radikal bebas tidak akan menyebabkan kerusakan atau

mengganggu proses fisiologis tubuh apabila sistem proteksi enzimatik dalam sel

(Free radical scavenger) dan sistem proteksi non-enzimatik (antioksidan) cukup

untuk menghambat terjadinya reaksi propagasi radikal bebas dan dapat

mendetoksifikasi radikal bebas yang terbentuk.

15

Lee et al. (2004) menjelaskan bahwa antioksidan mampu mencegah kereaktifan

radikal bebas melalui tiga mekanisme: 1. pendonoran hidrogen, 2. pengkelasian

logam, dan 3. quencher oksigen singlet. Antioksidan-antioksidan pendonor

hidrogen berperan menurunkan kereaktifan radikal bebas dengan memberikan

hidrogennya pada radikal bebas. Antioksidan jenis pengkelat logam dapat

mencegah pemercepatan tahap pemulaan oksidasi lemak, pembentukan oksigen

tunggal, radikal alkoksil, radikal peroksil, dan radikal hidroksil dengan

pembentukan ion kompleks dan senyawa koordinasi dengan logam. Antioksidan

quencher oksigen singlet berkemampuan mencegah pembentukan produk

teroksidasi melalui perubahan oksigen singlet menjadi oksigen triplet dengan

pemindahan energi atau muatan tanpa pembentukan produk antara atau terlibat

dalam pembentukan produk antara.

Enzim-enzim antioksidan seperti Superoxide dismutase (SOD),

Glutathione peroxidase (GSH-Px) dan Catalase (CAT) berperan sebagai

pertahanan antar sel dalam tubuh. Enzim-enzim ini mampu menurunkan

kereaktifan radikal bebas melalui pendekomposisian spesies oksigen reaktif. SOD

mengubah radikal superoksida menjadi hidrogen peroksida, GSH-Px mereduksi

hidrogen peroksida menjadi air dan katalase mendetoksifikasi hidrogen peroksida

menjadi air dan oksigen (Jakus, 2000, Nadler and Natarajan, 2000, Nedeljkovic et

al., 2003). Secara ringkas sistem detoksifikasi radikal bebas oleh enzim

antioksidan dapat dilihat pada Gambar 2.

e- O2

- O2 O2- O2 H

+

O2 O2

- H2O2 .OH H2 SOD H

O

2O + O

2H

2 CAT

2

Gambar 2. Sistem detoksifikasi radikal bebas oleh enzim antioksidan

O GSH-Px

Sistem proteksi non enzimatik terhadap radikal bebas dapat meliputi

vitamin C, vitamin E, karotenoid, dan polifenol. Vitamin C dapat bertindak

16

sebagai antioksidan dengan cara menyumbangkan atom hidrogennya ke radikal

bebas dan quenching oksigen singlet. Vitamin E dapat bertindak sebagai

antioksidan melalui pendonoran atom hidrogen dari gugus hidroksil pada cincin

kromanol dan scavenger radikal bebas. Karotenoid bertindak sebagai antioksidan

karena kemampuannya sebagai quencher terhadap radikal bebas. Sementara itu

polifenol dapat bersifat sebagai antioksidan karena kemampuannya mendonorkan

atom hidrogen, scavenger radikal bebas, dan pengkelat ion logam (Desphande et

al., 1996; Lee et al., 2004).

Polifenol dapat bersifat sebagai antioksidan dijelaskan oleh Rice-Evans et

al. (1997) karena senyawa ini mempunyai sifat pereduksi yakni agen pendonor

atau penyumbang hidrogen. Lebih lanjut ditegaskan bahwa aktivitas

antioksidannya sangat ditentukan oleh: reaktivitasnya sebagai agen pendonor

hidrogen (kaitannya dengan potensial reduksi), reaktivitasnya dengan antioksidan

yang lain, potensial transisi pengkelat logam, dan kemampuannya untuk

menstabilisasi dan mendelokalisasi elektron tak berpasangan.

Polifenol mempunyai struktur kimia yang ideal dalam kaitannya sebagai

scavenger radikal. Hal ini dapat dilihat dari uji interaksi, laju konstanta reaksi, dan

stabilitas radikal polifenol dengan radikal hidroksil (OH*), azida (N3*), anion

superoksida (*O2-

Sel endotelium adalah selapis sel epitel yang berbentuk poligonal dan

berasal dari mesoderm. Sel ini terletak di bagian intima pembuluh darah dan

melekat pada membran basalis. Sel endotelium mempunyai sebuah inti dengan

panjang 5-25 µm dan tebal 3 µm. Sel ini memanjang seiring dengan aliran darah.

Pada hubungan antar sel endotelium terdapat bagian yang overlapping untuk

membantu perlekatan pada pembuluh darah. Pada kondisi fisiologis sel ini

merupakan pembatas intima dan media pembuluh darah dari pengaruh fisik

), dan lipid peroksil (LOO*) dibanding vitamin E dan C. Potensi

polifenol sebagai antioksidan dapat juga diamati dari kecenderungan senyawa ini

untuk mengkelat logam terutama besi dan tembaga, sehingga dapat menghambat

pembentukan radikal bebas yang dikatalis oleh logam (Rice-Evans et al., 1997).

2.3 Sel Endotelium

2.3.1 Struktur dan Fungsi

17

komponen darah. Pada orang dewasa dengan berat badan 70 kg, sel ini meliputi

area seluas 700 m2 dengan berat 11,5 kg (Haller, 1997).

Sel endotelium merupakan bagian yang sangat penting tidak saja sebagai

sistem pembatas namun juga sebagai tempat beberapa reseptor dan angiogenesis.

Sel ini juga berfungsi menghasilkan berbagai mediator yang berperan terhadap

viskositas, kontraktilitas pembuluh darah, proliferasi sel otot polos dan interaksi

elemen darah dengan dinding pembuluh darah. Sel endotelium yang sehat akan

bersifat anti adesi dan anti trombosis serta berperan terhadap mengalirnya

(fluiditas) aliran darah (Nystrom, 2005).

Fungsi sel endotelium tersebut dapat berlangsung karena adanya substansi

yang disekresikan oleh sel endotelium ke darah dan otot halus. Substansi itu ada

dua golongan besar yaitu Endothelium Derived Relaxing Factors (EDRF) yang

terdiri atas NO (nitrit oksida), prostasiklin (PGI2), dan faktor relaksasi

hiperpolarisasi, dan Endothelium Derived Contracting Factors (EDCF) yang

terdiri atas endotelin-I (ET-I), tromboksan A, prostaglandin, dan angiotensin II

(Haller 1997).

Interaksi sel endotelium dan darah tidak hanya melibatkan interaksi

komponen darah dengan sel, namun juga berperan terhadap aliran darah. Hal ini

menjadikan sel endotelium bertanggung jawab terhadap pengaturan secara akut

dan adaptasi secara kronis pembuluh darah. Pengaturan pembuluh darah secara

akut sel endotelium ditandai dengan dihasilkannya faktor-faktor vasodilator,

seperti nitrit oksida (NO), endothelium derived hyperpolarization factor (EDHF)

dan prostaglandin (PGI2/PGE2

NO dihasilkan melalui pengubahan L-arginin oleh NOS menjadi L-sitrulin

dengan keberadaan oksigen dan kofaktor. Kofaktor yang terlibat dalam reaksi

). Sel ini juga mampu menginduksi vasokonstriktor

yaitu endothelin-1 (ET-1) (deVriese et al. 2000).

NO adalah senyawa yang dihasilkan sel endotelium yang berperan dalam

pengaturan pembuluh darah. NO dihasilkan melalui aktivitas NO sintase (NOS)

yang menginduksi vasodilatasi, peningkatan aliran darah, hipotensi,

penghambatan agregasi dan adesi platelet, dan penurun proliferasi otot polos. NO

dihasilkan eNOS dikenal sebagai senyawa aktif yang berperan dalam pencegahan

aterosklerosis (Schmitt and Dirsch, 2009).

18

tersebut antara lain: calmodulin, tetrahidrobiopterin (BH4), NADPH tereduksi,

heme, FAD, dan FMN. Peningkatan konsentrasi Ca2+, fosforilasi Ser1177/1179 dari

fosfatidilinositol-3 (PI-3) kinase dan Ser/Thr protein kinase Akt dapat

mengaktifkan NOS. Produksi NO sangat tergantung pada ketersediaan L-arginin.

L-Arginin di dalam sel dihasilkan dari L-sitrulin melalui aktivitas arginosuksinat

sintase dan arginosuksinat liase (deVriese et al. 2000).

NO dilepaskan dari sel endotelium dalam merespons keberadaan senyawa

kimia (asetilkolin [ACh], bradikinin [BK] atau ionofor Ca2+) dan tekanan fisik

(tegangan geser, aliran darah) yang menghasilan vasodilatasi, menurunkan

tekanan pembuluh darah, tekanan darah, menghambat agregasi dan adesi platelet,

menghambat adesi dan migrasi leukosit, dan menurunkan proliferasi otot polos

hingga pada akhirnya mencegah aterosklerosis. Fungsi NO ini dimediasi oleh

cyclic-Guanylate Monophosophate (cGMP) yang disintesis soluble guanylyl

cyclase, yaitu suatu enzim yang mengandung heme (deVriese et al. 2000).

Produksi NO dalam pembuluh darah sangat tergantung pada aktivitas

eNOS. Enzim ini dapat diregulasi oleh senyawa aktif, seperti polifenol, dalam

beberapa mekanisme, yaitu: (1) ekspresi gen eNOS, melalui mekanisme

epigenetik, yaitu metilasi promoter eNOS dan deasetilasi histon, (2) modifikasi

post translasi, fosforilasi eNOS adalah mekanisme utama dalam regulasi aktivitas

eNOS, seperti terfosforilasinya Ser1177 akan meningkatkan aktivitas eNOS melalui

masuknya elektron dalam enzim. Fosforilasi ini dikatalisis oleh protein kinase B

(Akt), (3) interaksi protein-protein, calmodulin (CaM) adalah protein yang

pertama kali diketahui berinteraksi dengan eNOS. Interaksi ini akan

meningkatkan masuknya elektron dalam enzim dan selanjutnya meningkatkan

aktivitas eNOS, (4) ketersediaan substrat, L-arginin adalah substrat utama bagi

eNOS untuk menghasilkan NO. L-arginin dapat dihasilkan melalui daur ulang L-

sitrulin melalui aktivitas arginosuksinat sintase, (5) inaktivasi NO oleh anion

superoksida dan aktivitas eNOS yang tidak normal, anion superoksida mempunyai

reaktivitas yang tinggi terhadap NO, sehingga ketersediaan NO menjadi rendah.

Aktivitas eNOS yang tidak normal akan menghasilkan anion superoksida (Schmitt

and Dirsch, 2009).

19

Beberapa penelitian menunjukkan bahwa polifenol pada anggur, teh hijau

dan hitam, cokelat, kedelai, dan buah delima dapat meningkatkan modulasi eNOS

untuk menghasilkan NO. Dalam penelitian tersebut diungkapkan bahwa polifenol

dapat meningkatkan ketersediaan NO melalui peningkatan ekspresi eNOS,

peningkatan ikatan CaM terhadap eNOS, peningkatan konsentrasi Ca2+ yang

mendorong pada fosforilasi eNOS pada Ser1177

Disfungsi endotelium adalah suatu keadaan di mana produksi faktor

vasodilator tidak seimbang dengan faktor vasokontriksi. Faktor vasodilator antara

lain nitrit oksida, prostasiklin dan endothelial derived hyperpolarizing factor

melalui lintassan fosfatidilinositol-

3-kinase (PI-3K)/Akt, dan menurunkan kadar anion superoksida.

2.3.2 Disfungsi Sel Endotelium

Sel endotelium pada pembuluh darah mudah mengalami stres

hemodinamis yaitu tekanan akibat aliran, tekanan, dan viskositas darah. Apabila

kondisi hemodinamis berubah, seperti hiperglikemia, maka fungsi sel endotelium

sebagai pengendali perlintasan larutan, makromolekul ataupun sel darah ke dalam

pembuluh darah akan berubah pula. Stres hemodinamis yang ringan dan sesaat

masih memungkinkan sel endotelium tidak kehilangan fungsi utamanya melalui

reendotelisasi, namun bila berlangsung lama dan berat sel endotelium akan

kehilangan fungsinya (Drenckhahn and Ness, 1997).

Sel endotelium dapat menghasilkan granul membran protein 140 kDA

(GMP-140) yang dapat mengikat neutrofil dan monosit, sehingga bila sel

endotelium teraktivasi dengan cepat terjadi translokasi neutrofil dan monosit ke

dalam membran. Setelah monosit menempel pada endotelium, segera monosit

melanjutkan migrasinya ke lapisan intima. Proses migrasi monosit sangat

berkaitan dengan adanya monocyte chemoatractant protein-1 (MCP-1) yang

dihasilkan oleh sel endotelium, otot polos dan makrofag. Masuknya monosit ke

dalam dinding arteri merupakan hal yang berguna dalam membantu

menghilangkan endapan yang terbentuk. Pembersihan dilakukan oleh sel

makrofag yang berasal dari modifikasi monosit. Namun bila prosesnya berjalan

kronis, maka proses pengambilan monosit oleh lapisan endotelium arteri ini dapat

merusak (Ross, 1999, Nystrom, 2005).

20

(EDHF) dan faktor vasokontriksi adalah endotel-1, angiotensin II dan

prostaglandin. Ketidak-seimbangan kedua faktor ini akan mengarah pada kondisi

pro-aterogenesis (Eckel et al., 2002, Suryadipraja, 2003, Fonseca et al., 2004,

Nystrom, 2005).

Disfungsi sel endotelium dapat disebabkan oleh kerusakan morfologi atau

struktur sebagai akibat terjadinya disintegrasi sel dan gangguan fungsi walau sel

tidak mengalami disintegrasi. Kerusakan struktur dapat terjadi akibat aktivitas

beberapa enzim proteolitik yang menyebabkan pecahnya matriks molekul adesi

dan akibatnya sel endotelium menjadi terlepas. Terjadinya disfungsi endotelium

merupakan awal pembentukan plak ateroma yang ditandai dengan meningkatnya

adesi monosit pada endotelium arteri yang dipicu oleh intracellular adhesion

molecul-1 (ICAM-1) yang juga akan menarik neutrofil dan monosit. Sel

endotelium saat kondisi hiperglikemia atau diabetes dapat rusak karena adanya

faktor-faktor sirkulasi seperti tingginya asam lemak bebas, lipoprotein, turunan

glikasi dan oksidasi (Eckel et al., 2002, Nystrom, 2005).

Sel endotelium pada kondisi hiperglikemik akan mengalami disfungsi

akibat peningkatan permeabilitas dan penurunan vasorelaksan. Kondisi

hiperglikemik dapat memicu pengaktifan protein kinase C (PKC) yang berada

dalam sitoplasma sel endotelium. Teraktivasinya enzim ini akan mengaktifkan

interaksi aktin dan miosin hingga terjadi permeabilitas atau kontraksi sel (Haller,

1997). Sowers and Lester (1999) menjelaskan bahwa saat hiperglikemia produksi

vasorelaksan menurun hingga sel endotelium mengalami kontraksi.

Ada beberapa mekanisme penyebab disfungsi sel endotelium pada

diabetes melitus, yaitu: penurunan produksi satu di antara EDRF, peningkatan

inaktivasi EDRF, kegagalan difusi EDRF ke sel otot polos, penurunan respons

otot polos terhadap EDRF dan peningkatan endhothelium-derived contracting

factor (EDCF). Mekanisme disfungsi sel endotelium pada kondisi diabetes

melitus secara ringkas dapat dilihat pada Gambar 3.

21

Gambar 3. Mekanisme disfungsi sel endotelium akibat diabetes (deVriese et al. 2000)

Gambar 3 menunjukkan keadaan hiperglikemia dapat mengakibatkan

keadaan disfungsi sel endotelium. Ada enam faktor yang menyebabkan kondisi ini

muncul saat diabetes melitus. Pertama, hiperglikemik mengakibatkan perubahan

konformasi membran sel endotelium dan reseptor, sehingga sel endotelium kurang

sensitif terhadap keberadaan agonis. Kedua, hiperglikemik menurunkan produksi

EDRF dan meningkatkan produksi EDCF yang berakibat pembuluh darah

dominan mengalami kontraksi. Ketiga, hiperglikemik menghambat difusi EDHF

sehingga efflux K+ terhambat dan konsentrasi Ca2+ menjadi tinggi yang berakibat

pembuluh darah menjadi tegang. Keempat, hiperglikemik menghambat kerja ion

K+ channel yang mengakibatkan konsentrasi K+ dalam sitosol otot polos tetap

tinggi dan berakibat otot polos tegang. Kelima, anion superoksida yang dihasilkan

kondisi hiperglikemia berinteraksi dengan PGI2

Disfungsi sel endotelium dapat juga diakibatkan oleh degradasi NO dan

stres oksidatif. NO yang disintesis melalui NOS atau dari donor NO secara non

enzimatis akan diinaktivasi secara cepat melalui oksidasi menjadi nitrit atau nitrat.

Ketidakcukupan BH

dan berakibat bioaktivitasnya

untuk vasorelaksasi menurun. Keenam, hiperglikemik meningkatkan

vasoconstriction substances, seperti turunan prostaglandin yang berakibat

pembuluh darah mengalami konstraksi (deVriese et al. 2000).

4 juga berperan pada terjadinya disfungsi ini, karena aktivitas

NOS menjadi tidak normal yang berakibat menghasilkan anion superoksida

22

menggantikan NO. Anion superoksida dapat bereaksi dengan NO membentuk

peroksinitrit, yaitu salah satu spesies oksigen reaktif yang sangat toksik. Radikal

ini dapat secara efektif dibersihkan oleh SOD dan katalase.

2.4 Florotanin

Polifenol adalah salah satu fitokimia yang banyak tersebar di alam ini dan

ada sekitar 8000 strukturnya yang telah diketahui. Mulai dari yang berupa fenol

sederhana hingga tanin yang berberat molekul lebih dari 30 kDa. Senyawa ini bila

dikonsumsi dapat mencegah penyakit akibat radikal bebas. Senyawa ini mampu

menurunkan kejadian penyakit tersebut karena sifatnya yang mudah mendonorkan

atom hidrogennya pada radikal bebas (King, 1999; Chung et al., 1998; Lee et al.,

2004).

Tanin adalah salah satu polifenol yang banyak terkandung dalam tanaman.

Senyawa ini terdiri dari tanin terkondensasi, tanin terhidrolisis dan florotanin.

Tanin terkondensasi disusun oleh oligomer dan polimer flavonols, sedang tanin

hidrolisat tersusun oleh asam galat dan elagat. Tanin terhidrolisis dalam pangan

manusia hampir dapat dikatakan jarang dijumpai dibanding tanin terkondensasi

(Cheynier, 1999; Chung et al. 1998, Quideau et al., 2011).

Florotanin adalah sejenis tanin yang berbeda dengan tanin yang terdapat

pada tanaman darat. Tanin ini terdapat pada rumput laut coklat. Senyawa ini

dalam rumput laut coklat dapat mencapai 25 % berat kering. Tanin ini tersusun

atas polimerisasi floroglusinol (1,3,5-trihidroksibensen). Berdasar stuktur ikatan

antar floroglusinol, florotanin dapat dikelompokkan menjadi empat golongan,

yaitu: 1. florotanin yang terbentuk dengan ikatan eter, 2. florotanin yang terbentuk

dengan ikatan fenil, 3. florotanin yang terbentuk dengan ikatan eter dan fenil, dan

4. florotanin yang terbentuk dengan ikatan dibenzodioksin. (Singh and Bharate,

2006). Rumus bangun floroglusinol dan turunannya dapat dilihat pada Gambar 4.

23

OH

OHOH

OHOH

O

OH OH

OH OH

OH

OH

OH

OH

OH

O

OH OH

OH

OH

OH

OH

OHO

OH

OH O

OH OH

O

OH

OH

Floroglusinol

Bifuhalol Difukol Fukofloretol Eckol

Gambar 4. Rumus bangun floroglusinol dan turunannya

Florotanin dalam rumput laut coklat terdapat dalam organel sel yang

disebut physodes. Organel ini terdapat dalam sitoplasma dan berbentuk lingkaran

atau elips. Organel ini mudah berpindah-pindah dan mampu memantulkan cahaya.

Saat physodes bergerak dan berfusi ke dalam membran sel, florotanin akan

disekresikan ke membran sel. Florotanin yang tersekresi itu selanjutnya akan

membentuk ikatan kompleks dengan asam alginat. Asam alginat adalah salah satu

komponen utama membran sel rumput laut coklat selain alginat dan fukan (Ogino

C, 1962; Shibata et al. 2004; Koivikko et al., 2005).

Florotanin merupakan senyawa yang berwarna coklat kekuning-kuningan.

Senyawa ini akan terlihat coklat gelap bila ditempatkan di udara bebas dan

memberikan warna merah bila direaksikan dengan asam klorida. Senyawa ini

bersifat higroskopis, pereduksi kuat dan mudah larut dalam pelarut polar (Ogino

C, 1962; Pavia et al., 2002). Kelarutan florotanin dalam berbagai pelarut dapat

dilihat pada Tabel 3.

Tabel 3. Kelarutan florotanin dalam berbagai pelarut

No. Pelarut Polaritas (P’) Kelarutan 1. 2. 3. 4. 5.

Air Metanol Etanol Kloroform Eter

10,2 5,1 4,3 4,1 2,8

Larut Larut Larut

Tidak larut Tidak larut

Sumber: Ogino C (1962)

Beberapa peneliti telah berhasil mengekstrak dan mengisolasi florotanin

dari beberapa spesies rumput laut coklat. Nagayama et al. (2002) telah

mengekstraksi florotanin dari Eisenia bicyclis. Tepung rumput laut coklat ini

diekstrak dengan metanol (1:3;b/v) dalam erlenmeyer sambil digoyang dengan

24

kecepatan 90 rpm selama 48 jam. Selanjutnya disaring dan dipekatkan dengan

rotavapor. Ekstrak pekat selanjutnya ditambah metanol 240 mL, kloroform 480

mL, dan air bebas ion 180 mL. Setelah penambahan pelarut polar dan non-polar

tersebut, lapisan bagian atasnya dipisahkan dan diekstrak dengan etil asetat 300

mL 2 kali. Ekstrak ini selanjutnya dipekatkan dengan rotavapor dan dinyatakan

sebagai florotanin kasar.

Sementara itu Wei et al. (2003) telah mendapatkan florotanin berberat

molekul besar dari S. kjelmanianum. Rumput laut ini yang telah ditepungkan

diekstrak dengan etanol 85% (1:2; b/v) sambil digoyang selama semalam di dalam

ruang gelap. Selanjutnya disaring untuk mendapatkan larutan coklat gelap.

Larutan selanjutnya dipekatkan dengan rotavapor dan pekatan yang dihasilkan

dicuci kloroform 3 kali dan dilanjutkan dengan eter 3 kali. Lapisan aqueous

didialisis dengan akuabides selama semalam dalam ruang gelap bersuhu 4oC.

Selama dialisis akuabides diganti 3 kali. Dialisat selanjutnya dipekatkan dengan

rotavapor. Dialisat pekat selanjutnya dielusi dalam kromatografi kolom dengan

toluen, aseton, dan aseton-metanol (1:2; v/v). Eluat aseton-metanol dinyatakan

sebagai florotanin berberat molekul besar.

Okada et al. (2004) telah mengisolasi turunan florotanin yaitu eckol dan

dieckol dari Eisenia kurome. Rumput laut coklat ini sebelumnya direfluks metanol

(1:18;b/v) selama 3 jam dan 3 kali. Setelah metanol diuapkan, ekstrak selanjutnya

difraksinasi dalam kolom kromatografi dengan eluen air, metanol, aseton, dan etil

asetat. Fraksi metanol difraksinasi lagi dengan metanol aquoeus, metanol, dan

aseton untuk menghasilkan fraksi 1-10. Fraksi 4 selanjutnya difraksinasi dengan

metanol untuk mendapatkan fraksi 11-14. Fraksi 13 selanjutnya dielusi dengan n-

butanol-n-propanol-H2

Berdasarkan pada strukturnya florotanin dapat berfungsi sebagai

antioksidan. Beberapa penelitian menunjukkan senyawa ini mampu menunjukkan

aktivitasnya sebagai antioksidan. Yan et al. (1998) mendapati bahwa aktivitas

scavenger florotanin yang didapat dari S. kjelmanianum lebih kuat dibanding

vitamin E. Sementara itu Lim et al. (2002) mendapatkan bahwa florotanin yang

diperoleh dari S. siliquastrum mampu menghambat aktivitas anion superoksida

O (4:1:5; v/v/v) untuk menghasilkan fraksi 15-23.

Akhirnya fraksi 21 teridentifikasi sebagai dieckol dan fraksi 22 sebagai eckol.

25

dan hidroksil radikal, sedang Kang et al. (2004) menunjukkan bahwa florotanin

dari rumput laut coklat spesies Ecklonia stolonifera mampu menghambat

pembentukan spesies oksigen reaktif. Lebih lanjut Mori et al. (2003)

menunjukkan bahwa florotanin yang didapat dari rumput laut coklat mampu

menghambat peroksidasi lemak. Hal serupa dilaporkan oleh Wei et al. (2003)

bahwa florotanin dari S. kjelmanianum yang berberat molekul besar juga mampu

menghambat peroksidasi lemak. Okada et al. (2004) menyatakan florotanin yang

didapat dari Eisenia bicyclis potensial untuk mencegah terjadinya komplikasi

diabetes yakni dengan menghambat pembentukan Advanced Glycation End

Products (AGEs) yaitu suatu radikal bebas yang dibentuk saat kondisi tubuh

mengalami hiperglikemia atau diabetes.

Mekanisme aktivitas antioksidan florotanin dapat berupa donor hidrogen

(proton), pengkelat logam dan peningkat aktivitas antioksidan enzim. Beberapa

peneliti telah menunjukkan aktivitas tersebut antara lain: Nakai et al. (2006)

memperlihatkan florotanin mempunyai kemampuan membersihkan anion

superoksida lima kali lebih kuat dibanding katekin dan kekuatannya ini sangat

tergantung pada oligomerisasi penyusun florotanin, Ahn et al. (2007)

menunjukkan florotanin E. cava adalah senyawa kaya elektron yang cenderung

memasuki reaksi donasi elektron yang sangat efisien, Rastian et al. (2007)

memperlihatkan struktur dan keberadaan gugus hidroksil florotanin berperan

dalam fungsinya sebagai senyawa antioksidan. Ye et al. (2009) memperlihatkan

florotanin dari S. pallidum dapat berfungsi sebagai antioksidan karena

kemampuannya dalam mendonorkan protonnya dan Li et al. (2009) menyatakan

jumlah gugus hidroksil pada florotanin adalah yang paling bertanggung jawab

terhadap efektivitas aktivitas penurunan reaktivitas radikal bebas.

Santoso et al. (2004) memperlihatkan ekstrak metanol S. polycystum

mampu menghambat oksidasi minyak ikan yang diinduksi Fe2+ dengan kapasitas

pengikatan pada logam tersebut sekitar 60%, hal ini dimungkinkan karena

banyaknya gugus hidroksil yang terdapat pada florotanin. Florotanin S. pallidum

menunjukkan aktivitas antioksidan dengan menghambat permulaan oksidasi

lemak melalui pembentukan ion kompleks terhadap ion Fe2+ (Ye et al., 2009).

Sementara itu Lee at al. (2010b) menyatakan florotanin dapat meningkatkan

26

aktivitas antioksidan enzim dengan terlebih dahulu menurunkan aktivitas radikal

bebas hingga gugus sulfhidril asam amino enzim tidak teroksidasi. Kang et al.

(2006) berpendapat florotanin dapat melindungi fungsi antioksidan enzim akibat

radikal bebas dengan meningkatkan fosforilasi ERK.