4

II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Tanaman Kaliandra Merah

2.1.1. Klasifikasi kaliandra merah

Klasifikasi tanaman kaliandra merah menurut Rocke (2008) adalah sebagai

berikut:

Kingdom : Plantae

Divisi : Magnoliophyta

Class : Magnoliopsida

Ordo : Fabales

Famili : Fabaceae/Leguminosae

Genus : Calliandra

Spesies : Calliandra calothyrsus Meissn.

2.1.2. Botani tanaman kaliandra merah

Tanaman kaliandra (Calliandra calothyrsus) berasal dari Amerika Tengah

dan Meksiko dan masuk ke Indonesia pada tahun 1936 melalui pulau Jawa

(Stewart et al., 2001). Spesies kaliandra yang masuk ke pulau Jawa berasal dari

Guatemala selatan yaitu spesies Calliandra calothyrsus yang berbunga merah dan

Calliandra tetragona yang berbunga putih (Abqoriyah dan Suwignyo, 2015).

Tanaman kaliandra termasuk famili Leguminosae dan subfamili

Mimosoideae. Kaliandra merupakan genus yang besar, beranggotakan sekitar 132

jenis, tersebar dari Amerika Utara sampai Selatan, 9 jenis berasal dari

Madagaskar, 2 jenis dari Afrika dan 2 jenis dari sub-benua India. Pusat

keanekaragaman genus ini berada di negara bagian Bahia, Brasil. Ada juga pusat

keanekaragaman kedua di Meksiko selatan dan Guatemala (Stewart et al., 2001).

Calliandra calothyrsus adalah pohon kecil bercabang yang tumbuh

mencapai tinggi maksimum 12 m dan diameter batang maksimum 20 cm. Kulit

batangnya berwarna merah atau abu-abu yang tertutup oleh lentisel kecil, pucat

berbentuk oval. Ke arah pucuk batang cenderung bergerigi, dan pada pohon yang

5

batangnya coklat-kemerahan, ujung batangnya bisa berulas merah. Di bawah

batang, sistem akarnya terdiri dari beberapa akar tunjang dengan akar yang lebih

halus yang jumlahnya sangat banyak dan memanjang sampai ke luar permukaan

tanah (Stewart et al., 2001).

Calliandra calothyrsus ini memiliki bentuk daun yang kecil-kecil seperti

umumnya keluarga mimosidae, bertekstur lebih lunak berwarna hijau tua. Panjang

daun bisa mencapai 20 cm, lebarnya mencapai 15 cm dan pada malam hari daun-

daun tersebut melipat ke arah batang. Daun kaliandra berwarna hijau gelap,

kanopi melebar ke samping, dan sangat padat. Tipe daun kaliandra merupakan

daun majemuk yang berpasangan (Hardiawan dkk., 2005).

Tandan bunga berkembang dalam posisi terpusat, dan bunganya

bergerombol di sekitar ujung batang. Bunga mekar hanya satu malam saja dengan

benang-benang umumnya berwarna putih di pangkalnya dan merah mencolok di

bagian ujungnya. Secara alami tanaman kaliandra berbunga sepanjang tahun,

tetapi masa puncaknya terjadi antara bulan Juli dan Maret (Kartasubrata, 1996).

Polong akan terbentuk selama dua hingga empat bulan, dan ketika sudah

matang panjangnya dapat mencapai 14 cm dengan lebar 2 cm. Polong berbentuk

lurus berwarna agak kecoklatan, biasanya berisi 8-12 bakal biji yang berkembang

menjadi biji berbentuk oval dan pipih. Permukaan biji yang sudah matang

berbintik hitam dan coklat, serta terdapat tanda khas berbentuk tapal kuda (ladam)

pada kedua permukaannya yang rata (Macqueen, 1996).

Gambar 1. Tanaman kaliandra merah (Calliandra calothyrsus).

6

2.2. Kandungan Senyawa Tanaman Kaliandra Merah

Kaliandra merupakan suku leguminosa dengan kandungan nutrisi yang

cukup tinggi hingga mencapai 50% dari total hijauan yang diberikan (Susetyo,

1980). Kaliandra memiliki protein sekitar 20% dan kandungan tanin sekitar 8%,

dan zat antinutrisi seperti mimosin, antitripsin sehingga palatabilitasnya rendah

(Trisnadewi dkk., 2013).

Menurut Moharram et al (2006), ekstrak daun dan akar dari genus

kaliandra mengandung senyawa aktif yaitu asam galat, metil galat, myricitrin,

quercitrin, myricetin 3-O-â-D- 4C1-lukopiranosida, afzelin, isoquercitrin, asam

benzoat, asam kafeat, asam betulinat, glikosida digital, glikosida, saponin, steroid,

asam lemak, alkaloid, polifenol, antrakuina. Ekstrak daun kaliandra merah juga

mengandung senyawa antioksidan (Setyawati, 2015).

2.3. Mekanisme Teratogenisitas

Uji teratogenisitas adalah uji yang dirancang untuk mengevaluasi efek

khusus suatu senyawa pada fetus selama masa kritis kehamilan seperti fase

implantasi, fase organogenesis dan fase fetus (Mutiatakum dkk., 1999).

Teratogenesis adalah pembentukan cacat bawaan. Kelainan ini telah diketahui

merupakan penyebab utama morbiditas serta mortalitas pada fetus setelah

kelahiran (Silvia, 2011). Berdasarkan penelitian-penelitian terdahulu, diantaranya

penelitian Astirin dkk. (1999), uji teratogenisitas biasanya diberikan pada periode

organogenesis dengan alasan bahwa periode tersebut merupakan periode yang

paling peka. Hal ini disebabkan karena pada periode organogenesis terjadi

pertumbuhan dan diferensiasi untuk pembentukan organ-organ.

Teratogen yang bekerja pada embrio tahap pra-implantasi (zigot,

pembelahan, blastokista) atau tahap pra-organogenesis akan menyebabkan

kematian embrio atau tumbuh normal (hukum all or none), tergantung tingkat

dosis teratogen yang diberikan (Rahayu dkk., 2005). Ketahanan terhadap

teratogenesis bervariasi dengan tahap perkembangan embrio pada saat kontak

dengan faktor yang bersifat merugikan (Silvia, 2011).

7

Menurut Rahayu dkk, (2005), masuknya zat asing ke dalam embrio

mamalia adalah melalui plasenta. Zat-zat yang bersifat teratogenik adalah radiasi

ion, logam berat, infeksi virus, lingkungan yang tidak bersih seperti polutan dan

asap rokok, serta komponen obat-obat kimia. Agen kimia dan fisika dengan berat

molekul kecil dapat masuk ke dalam tubuh embrio karena dengan mudah dapat

melewati sawar plasenta.

Permeabilitas membran plasenta menentukan banyak sedikitnya zat asing

yang dapat masuk ke tubuh embrio (Yanti dan Sari, 2012). Sifat teratogenik

obat/zat kimia dapat digolongkan menjadi tiga golongan besar, yakni obat/zat

kimia dengan sifat teratogen pasti (known teratogens), obat/zat kimia dengan

kecurigaan kuat bersifat teratogen (probable teratogens), obat/zat kimia yang

diduga bersifat teratogen (possible teratogens) (Firdaus, 2010).

Plasenta adalah organ sementara dan merupakan tempat berlangsungnya

pertukaran fisiologik antara induk dan fetus dan bersifat permeabel (Junqueira

dkk., 1998). Fungsi utama plasenta adalah memungkinkan difusi bahan makanan

dari darah induk ke dalam darah fetus dan difusi hasil-hasil ekskresi dari fetus

kembali ke dalam tubuh induk (Rahayu dkk., 2005). Plasenta merupakan organ

endokrin kompleks yang mampu melakukan metabolisme, transport nutrisi serta

produk buangan dan mensintesis hormon. Plasenta menghasilkan dua jenis

hormon selama masa kehamilan yaitu hormon steroid dan gonadotropin. Hormon

gonadotropin ini yang berfungsi untuk merangsang plasenta menghasilkan

hormon progesteron agar endometrium uterus tidak luruh (Tolistiawaty, 2007).

Awal kehamilan pada manusia tebal sawar plasenta adalah 25 mikrometer

dan pada akhir kehamilan adalah 2 mikrometer. Pada awal perkembangan fetus,

permeabilitas plasenta relatif sedikit, luas permukaan plasenta masih kecil dan

membran vili plasenta tebalnya belum mencapai 25 mikrometer (Siswosudarmo,

1988). Pada saat plasenta bertambah tua permeabilitasnya meningkat secara

progresif sampai akhir masa kehamilan, sesudahnya permeabilitas mulai

berkurang kembali. Peningkatan permeabilitas membran plasenta disebabkan

penambahan luas permukaan membran plasenta dan penipisan progresif lapisan-

lapisan vili (Yanti dan Sari, 2012).

8

Berdasarkan dosis pemberiannya menurut Silvia (2011), agen teratogen

dosis rendah akan menyebabkan kematian beberapa sel dan akan terjadi

pergantian sel tetangganya dengan hiperplasia kompensatorik sehingga terjadi

fetus yang normal secara morfologis, akan tetapi ukurannya tetap kecil (Rahayu

dkk., 2005) Agen teratogenik dosis tinggi akan menyebabkan kematian sel dalam

jumlah tinggi sehingga terjadi embrioletalis (Silvia, 2005).

Beragamnya sifat zat kimia yang bersifat teratogenik menyebabkan

beberapa mekanisme yang terlibat dalam efek teratogennya seperti menyebabkan

gangguan terhadap asam nukleat yang mempengaruhi proses replikasi dan

transkripsi atau translasi RNA, zat teratogen yang dapat mempengaruhi pasokan

energi yang digunakan dalam proses metabolisme dengan cara langsung

mengurangi persediaan substrat (misalnya defisiensi makanan) dan penghambatan

pembentukan enzim (Silvia, 2011).

2.4. Perkembangan Fetus

Perkembangan fetus atau janin terdiri dari tiga periode antara lain periode

implantasi, periode embrionik, dan periode fetus.

2.4.1. Periode implantasi

Periode implantasi terjadi setelah fertilisasi atau pembuahan yaitu suatu

proses bersatunya sel ovum dengan sel spermatozoa sehingga membentuk zigot

(Sadler, 2006). Pada fase ini obat dapat memberikan pengaruh buruk atau

mungkin tidak sama sekali karena bisa menyebabkan kematian fetus atau tidak

mempengaruhi fetus sama sekali. Pada saat ini fetus sangat kebal terhadap cacat

bawaan. Jika terjadi pengaruh buruk biasanya menyebabkan kematian embrio atau

berakhirnya kehamilan (abortus) (Rahayu dkk., 2005).

2.4.2. Periode embrionik

Periode embrionik dibagi lagi menjadi tiga antara lain prasomit, somit dan

pascasomit. Pada periode prasomit, lapisan primer embrio dan membran fetus

9

terbentuk dalam massa sel dalam (Inner Cell Mass) (Sperber, 1991). Pada tahap

embrional, sel secara intensif mengalami diferensiasi, gerakan morfogenesis dan

organisasi. Selama periode ini terjadi proses organogenesis sebagian besar organ

tubuh. Embrio sangat rentan terhadap efek teratogen sehingga setiap gangguan

dalam diferensiasi sel selalu mengakibatkan kelainan bawaan. Kelainan ini

bervariasi mulai dari kecacatan struktural (malformasi), hambatan pertumbuhan,

penurunan fungsi organ sampai kematian. Pada manusia dapat juga menimbulkan

keguguran sedang pada Rodensia menimbulkan resorpsi (Widiyani dan Sagi,

2001).

Berbagai pengaruh buruk yang mungkin terjadi pada periode ini antara

lain, gangguan fungsional atau metabolik yang permanen yang biasanya muncul

kemudian, atau timbul secara langsung pada saat kehamilan. Pengaruh letal,

berupa kematian janin atau terjadinya abortus dan pengaruh sub-letal, yang

biasanya dalam bentuk malformasi anatomis pertumbuhan organ (Setiawan,

2009).

2.4.3. Periode fetus

Pada periode fetus, terjadi maturasi dan pertumbuhan lebih lanjut dari

fetus, yang terbagi menjadi periode somit dan pascasomit. Periode somit ditandai

dengan munculnya segmen metamerik dorsal yang prominen, kemudian

ditentukan pola dasar sistem tubuh dan organ utama. Periode pascasomit ditandai

dengan pembentukan bagian luar tubuh. Periode pascasomit merupakan periode

organogenesis, dimana pada periode ini terjadi diferensiasi pembentukan organ

tubuh (Sperber, 1991). Pengaruh buruk senyawa asing terhadap fetus pada periode

ini memiliki peluang yang kecil untuk menyebabkan cacat bawaan yang nyata,

tetapi bisa menyebabkan perubahan dalam pertumbuhan dan fungsi organ dan

jaringan yang telah terbentuk secara normal (Silvia, 2011).

10

2.5.Perkembangan dan Kelainan Skeleton Fetus

Skeleton merupakan serangkaian tulang yang menyusun tubuh dan

mempunyai fungsi yang sangat penting. Tulang berfungsi sebagai penunjang dan

pemberi bentuk tubuh, pelindung alat-alat vital tubuh; penyusun rangka tubuh,

tempat melekatnya otot, tempat pembentukan sel-sel darah merah, dan tempat

penyimpan mineral yaitu kalsium dan fosfor (Sloane, 2004).

Berdasarkan jaringan penyusunnya, tulang dibedakan menjadi tulang

rawan (kartilago) dan tulang keras (Sloane, 2004). Tulang rawan bersifat lentur,

dan dibentuk oleh sel-sel mesenkim. Di dalam kartilago tersebut akan diisi oleh

osteoblas. Osteoblas merupakan sel-sel pembentuk tulang keras. Osteoblas akan

mengisi jaringan sekelilingnya dan membentuk osteosit (sel-sel tulang). Di

sekeliling sel-sel tulang ini terbentuk senyawa protein membentuk matriks tulang.

Matriks tulang akan mengeras karena adanya garam kapur (CaCO3) dan garam

fosfat atau Ca3(PO4)2 (Irianto, 2004).

Skeleton tubuh manusia dibagi menjadi dua kelompok, yaitu skeleton

aksial dan skeleton apendikular. Skeleton aksial berfungsi melindungi organ-

organ dalam dan memberi bentuk tubuh sedangkan skeleton apendikular berfungsi

dalam sistem gerak. Skeleton aksial tersusun atas tulang belakang (vertebrae),

tulang dada (sternum), dan tulang rusuk (costae), sedangkan tulang-tulang

penyusun skeleton apendikular yaitu telapak tangan (metakarpus) dan telapak kaki

atau metatarsus (Sloane, 2004). Skeleton manusia dengan tikus hampir sama.

Struktur skeleton normal pada tikus ditunjukkan pada gambar 2.

Gambar. 2. Struktur skeleton normal pada tikus (Margaret, 2008)

11

Skeleton aksial pada gambar 2 terdiri atas tulang belakang (vertebrae)

yang tersusun atas tujuh servik (tulang leher), 13 toraks (tulang punggung), enam

lumbar (tulang pinggang), dan satu koksigea (tulang ekor, empat ruas berfusi

menjadi satu); tulang dada (sternum) tersusun atas satu manubrium (hulu), satu

gladiolus (badan), dan satu xifoid (taju pedang); tulang rusuk (costae) yang

tersusun atas tujuh pasang rusuk sejati, tiga pasang rusuk palsu, dan dua pasang

rusuk melayang, serta tulang tempurung kepala atau cranium (Sloane, 2004).

Struktur skeleton costae dan sternebrae secara jelas ditunjukkan pada gambar 3.

Gambar. 3. Struktur skeleton normal pada tulang rusuk (costae) dan tulang dada

(sternebrae) tikus (Margaret, 2008)

Gambar 4 menunjukkan struktur skeleton normal dari ruas tulang telapak

kaki (metatarsal). Metatarsal tersusun atas 10 ruas tulang telapak kaki yang

terdapat dari kedua telapak kaki kanan dan kiri. Pada tikus jumlah ruas metatarsal

sama dengan jumlah ruas metakarpus yaitu berjumlah 10 ruas (Sloane, 2004).

Gambar. 4. Struktur skeleton normal pada tulang telapak kaki (metatarsus) tikus

(Margaret, 2008)

12

Gambar 5 menunjukkan contoh kelainan skeleton yang terjadi akibat

pemajanan zat embriotoksik yang dapat diamati pada penulangan costae, biasanya

dapat dilihat pada bentuk costae antara lain berupa costae fusi, adanya “jembatan

costae”, serta costae bergelombang, dan kelainan penulangan ini juga dapat dilihat

dari jumlah penulangan costae (Setyawati dan Yulihastuti, 2011). Gambar 7

merupakan contoh kelainan struktur anatomi yang dapat diamati berupa tungkai

belakang torsi, ekor bengkok, dan penghambatan penulangan pada sternebrae,

metakarpus serta metatarsus (Santoso, 2004).

Gambar. 5. Bentuk costae fetus : a). Costae normal, b). Costae fusi dan adanya

jembatan costae, c). Costae bergelombang (Setyawati dan Yulihastuti 2011).

Gambar. 6. Osteogenesis fetus : (A, B, dan C) osteogenesis normal ,(D)

osteogenesis terhambat (indikasi dominan warna biru) (Santoso, 2004).

Gambar. 7. Fotomikrograf ekor fetus : a) vertebra ekor normal, b) vertebra

bengkok, lebih kecil dan jarak antar vertebra berhimpitan (Santoso, 2004)

13

Gambar 8. Hemoragi pada fetus. 1) Hemoragi pada bagian kepala, 2) Hemoragi

pada bagian punggung, dan 3) Hemoragi pada seluruh badan (Widyastuti dkk.,

2006)

Hemoragi atau perdarahan merupakan peristiwa dimana darah keluar dari

sistem kardiovaskuler disertai dengan penimbunan di dalam jaringan tubuh.

Hemoragi dapat terjadi pada bagian kepala, leher, punggung, kaki, perut maupun

pada seluruh bagian tubuh yang ditunjukkan pada gambar 8 (Widyastuti dkk.,

2006).

1

2

3