5

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Tanaman Kelor

2.1.1. Taksonomi (Napitupulu R, Wisaksono S, Efizal, 2008)

Kingdom : Plantae (Tumbuhan)

Subkingdom : Tracheobionta (Tumbuhan berpembuluh)

Super Divisi : Spermathophyta (Menghasilkan biji)

Divisi : Magnoliophyta (Tumbuhan berbunga)

Kelas : Magnoliopsida (Berkeping dua / dikotil)

Sub kelas : Dilleniidae

Ordo : Capparales

Famili : Moringaceae

Genus : Moringa

Spesies : Moringa oleifera Lam

(Napitupulu R, Wisaksono S,

Efizal, 2008)

Gambar 2.1 Tanaman Kelor

6

2.1.2 Morfologi

Tanaman kelor merupakan tanaman asli kaki bukit Himalaya

Asia selatan, dari timur laut Pakistan, sebelah utara Benggala Barat di

India dan timur laut Bangladesh di mana sering ditemukan pada

ketinggian 1.400 m dari permukaan laut, di atas tanah aluvial baru atau

dekat aliran sungai. Tanaman ini memiliki tinggi 7 - 12 m. Tumbuh di

dataran rendah maupun dataran tinggi sampai di ketinggian ± 1000 m

dpl, banyak ditanam sebagai tapal batas atau pagar di halaman rumah

atau ladang (Kasolo et al, 2010).

Tanaman kelor memliki batang berkayu, bulat, bercabang,

berbintik hitam dan berwarna putih kotor abu-abu. Daun majemuk dan

berwarna hijau. Panjang daun 20-60 cm. Anak daun berbentuk bulat

telur. Tepi daun rata dengan ujung berlekuk. Pertulangan daun

menyirip. Bunga majemuk, berbentuk malai. Bunga terletak di ketiak

daun. Panjang bunga 10-30 cm. Benang sari dan putik kecil. Mahkota

bunga berwarna putih-krem. Buah berupa buah kapsul berwarna coklat

kehitaman dengan panjang 20-45 cm, setiap buah berisi 15-25 biji. Biji

berbentuk bulat, bersayap tiga dan berwarna hitam. Akar tunggang

berwarna putih kotor (Napitupulu R, Wisaksono S, Efizal, 2008).

2.1.3 Kandungan daun kelor

Moringa oleifera lam. (sinonim: Moringa pterygosperma

Gaertner) atau sering disebut daun kelor merupakan tanaman kaya

vitamin A, vitamin C dan mineral salah satunya zat besi (Kathryn A,

2011).

7

Kandungan vitamin dan mineral Kelor juga telah diteliti dan

dilaporkan oleh Gopalan C, Sastri BVR, Balasubramanian SC, dan

dipublikasikan dalam Trees for Life (2010). Menurut penelitiannya,

kandungan vitamin dan mineral dari daun Moringa oleifera Lam dapat

dilihat pada tabel 2.1 berikut

Tabel 2.1 Kandungan Daun Moringa oleifera Lam. basah dan kering tiap

100 g

Kandungan Daun basah Daun kering

Karoten (vitamin A)

Thiamin (vitamin B)

Riboflavin

Niacin

Vitamin C

Vitamin E

Kalsium

Kalori

Karbohidrat

Tembaga

Lemak

Serat

Zat Besi

Magnesium

Fosfor

Potassium

Protein

Zinc

6,78 mg

0,06 mg

0,05 mg

0,8 mg

220 mg

190 mg

440 mg

92 kal

12,5 g

0,07 mg

1,70 g

0,9 g

4 mg

42 mg

70 mg

259 mg

6,70 mg

0,16 mg

18,9 mg

2,64 mg

20,5 mg

8,2 mg

17,3 mg

11,8 mg

2,003 mg

205 kal

38,2 g

0,57 mg

2,3 g

19,2 g

32,5 mg

368 mg

204 mg

1,324 mg

27,1 g

3,29 mg

(Gopalan C, Sastri BVR, Balasubramanian SC, 2010 ; Kathryn A, 2011)

Hasil penelitian tentang kandungan vitamin A, vitamin C, zat

besi pada daun kelor dibandingkan dengan makanan umum dijelaskan

dalam tabel 2.2 sebagai berikut :

Bahan Kandungan

Vitamin A Daun kelor segar

Daun kelor kering

Wortel

6.78 mg

18.9 mg

1.8 mg

Vitamin C Daun kelor segar

Daun kelor kering

Jeruk

220 mg

17.3 mg

30 mg

Tabel 2.2 Perbandingan Kandungan Daun Kelor Dengan Makanan

Umum

8

(Gopalan C, Sastri BVR, Balasubramanian SC, 2010 ; Fuglie, Lowel J,

2010)

2.2 Anemia Defisiensi Besi

Anemia merupakan suatu kondisi dimana jumlah sel darah merah

tidak cukup untuk memenuhi kebutuhan tubuh. Anemia didefinisikan

sebagai rendahnya kadar hemoglobin dalam tubuh. Meskipun pemeriksaan

kadar hemoglobin darah merupaka indikator yang paling dapat diandalkan,

namun hanya dengan pemeriksaan hemoglobin saja belum dapat

menjelaskan penyebab dari anemia (WHO, 2015).

Anemia bisa disebabkan oleh beberapa faktor, yang signifikan adalah

terjadinya defisiensi besi. Kurang lebih 50% penyebab dari anemia

dika.renakan defisiensi besi, tetapi jumlahnya kemungkinan bervariasi

tergantung jumlah populasi dan perbedaan lokasi tergantung kondisi

lingkungan (WHO, 2015). Diperkirakan lebih dari 1,5 miliar penduduk

secara global menderita anemia, satu pertiga dari populasi tersebut karena

defisiensi besi (Parmar, Jwal D, Ruhi, 2016). Penyebab anemia harus

ditegakkan sebelum pengobatan diberikan. Hal ini dilakukan dengan

penilaian klinis (anamnesis, pemeriksaan fisik) dan penggunaan

pemeriksaan penunjang khusus secara tepat (Hoffbrand AV, Moss PAH,

2016).

Defisiensi besi merupakan penyebab paling umum dari anemia karena

faktor nutrisi dan sering terjadi selama periode peningkatan kebutuhan

misalnya pada masa kehamilan dan selama masa menyusui terutama diantara

orang orang dengan status sosioekonomi yang rendah karena kurangnya

Zat Besi Daun kelor segar

Daun kelor kering

Bayam

4 mg

32.5 mg

1.14 mg

9

asupan zat besi, infeksi dan malabsorbsi (Parmar, Jwal D, Ruhi, 2016). Status

zat besi dipertimbangkan sebagai berikut : defisiensi besi dengan anemia,

defisiensi besi tanpa anemia, status zat besi normal dan zat besi berlebih,

yang bisa menyebabkan kerusakan organ jika parah atau berat (WHO, 2001).

2.2.1 Patofisiologi

Besi terkandung dalam hemoglobin, sistem retikuloendotelial

(reticuloendothelial system, RES) (sebagai feritin dan hemosiderin),

otot (mioglobin), plasma (terikat pada transferin), dan enzim selular

(misalnya sitokrom, katalase) (Hoffbrand AV, Moss PAH, 2016). Besi

memiliki peran penting pada sintesis hemoglobin (Parmar, Jwal D,

Ruhi, 2016). Sel RE (makrofag) mendapatkan besi dari hemoglobin

sel darah merah yang tidak terpakai lagi dan melepaskannya ke

transferin plasma yang membawa besi ke sumsum tulang dan jaringan

lain dengan reseptor transferin (Hoffbrand AV, Moss PAH, 2016).

Besi diabsorbsi dari darah oleh DMT-1 pada ujung vilosa, dan

HFE serta feroportin-1 pada permukaan basolateral enterosit. Besi

pada saat itu dalam bentuk divalent. Kemungkinan terjadi dengan

reduksi Fe3+ menjadi Fe2+ oleh vitamin C atau oleh sitokrom dari

duodenum (Kotze et al, 2009). Transferin mempu mengikat dua atom

besi per molekul dan dapat digunakan kembali setelah memberikan

besi ke sel protein pengikat unsur responsif besi adalah suatu protein

pengikat RNA yang berikatan dengan sekuens RNA messenger

spesifik, dan merupakan suatu mekanisme dimana kandungan besi

tubuh mengatur pengambilan dan penyimpanan besi melalui RES.

Bila besi berlebih, sintesis reseptor transferin menurun, dan oleh sebab

10

itu ambilan besi menurun, serta feritin meningkat (Hoffbrand AV,

Moss PAH, 2016).

Hepcidin juga memiliki peran yang penting. Hepcidin merupakan

polipeptida besar yang dilepaskan oleh hati sebagai respon terhadap

kadar besi atau inflamasi. Hepcidin mengurangi absorbsi besi dan

pelepasan besi dari makrofag ke plasma jika penyimpanan zat besi

tinggi (Hoffbrand AV, Moss PAH, 2016). Selain hepcidin dapat

mengurangi absorbsi besi (inhibitor) seperti fitat (phytate) dan

polifenol. Vitamin C dapat meningkatkan absorbsi zat besi dalam

tubuh dan membantu mereduksi menjadi ferro (Fe2+) dari ferri (Fe3+)

sehingga tubuh dapat mengabsorbsi zat besi lebih mudah karena pada

zat besi anorganik ferro lebih mudah diserap dalam tubuh (Kotze et

al, 2009).

Tubuh mendapatkan asupan zat besi dari makanan yang

diabsorbsi melalui duodenum dan pada saat makrofag memakan sel

darah merah mati atau sel darah merah hasil eritropoiesis tidak

sempurna. Transferrin akan membawa dua molekul zat besi ke organ

yang terdapat reseptor transferrin (Tfr) seperti hati dan sumsum tulang

untuk dilakukan proses pembuatan sel darah merah (Hoffbrand AV,

Moss PAH, 2016).

11

(Hoffbrand AV, Moss PAH, 2016)

Kebutuhan zat besi dibutuhkan setiap hari untuk mengganti zat

yang dikeluarkan oleh tubuh bervariasi seiring dengan umur dan jenis

kelamin. Kebutuhan terbanyak pada ibu hamil, remaja dan wanita

yang sedang menstruasi dijelaskan pada table 2.3 berikut:

Tabel 2.3 Kebutuhan zat besi setiap hari (mg/hari)

Urin,

Keringat,

Feses

Menstruasi Keham

ilan

Pertumbu

han

Total

Laki – laki

dewasa 0,5 – 1 0,5 – 1

Wanita

postmenopause 0,5 – 1 0,5 – 1

Wanita

menstruasi 0,5 – 1 0,5 – 1 1 – 2

Ibu hamil 0,5 – 1 1 – 2 1,5 – 3

Anak – anak 0,5 0,6 1,1

Remaja (12 – 15) 0,5 – 1 0,5 – 1 0,6 1,6 – 2,6

(Hoffbrand AV, Moss PAH, 2016)

Gambar 2.2 Hemostasis zat besi dalam tubuh. Setiap molekul transferin

dapat mengandung sampai 2 atom zat besi. Transferin

mengirim zat besi ke organ yang mempunyai reseptor

transferin, terutama eritroblas di sumsum tulang yang

menggabungkan zat besi menjadi hemoglobin.

12

2.2.2 Diagnosis

Ada banyak gejala dari anemia, setiap individu tidak akan

mengalami seluruh gejala dan apabila anemia tersebut sangat ringan,

gejalanya mungkin tidak tampak. Beberapa gejalanya antara lain:

warna kulit pucat, mudah lelah, pusing, lemah, nafas pendek, selera

makan turun, sakit kepala (Adamson JW, 2015). Gambaran khusus

(sebagian kecil pasien) dari anemia defisiensi zat besi antara lain :

a) Koilonika atau kuku rapuh dan bergerigi

b) Glositis : lidah merah, bengkak, licin , bersinar dan lunak, terkadang

muncul sporadis

c) Keilosis angular : luka pada pinggir mulut

d) Pika : selera makan abnormal

e) Penipisan rambut

f) Terbentuknya sarang (web) faringeal (sindrom Patrson-Kelly)

(Hoffbrand AV, Moss PAH, 2016)

Selain itu, perlu dilakukan pemeriksaan laboraturium untuk

menegakkan diagnosa pasti anemia defisiensi zat besi. temuan

laboratorium tersebut antara lain:

a) Anemia mikrositik hipokromik

b) Gambaran apusan darah meliputi sel hipokromik/ mikrositik,

anisositosis/poikilositosis, sel target dan sel “pensil”

13

(Hoffbrand AV, Moss PAH, 2016)

Gambar 2.3 Hapusan darah normal dan anemia defisiensi besi

c) Sumsum tulang: eritoblas memperlihatkan sitoplasma iregular kasar;

tidak adanya besi dari simpanan dan eritoblas

d) Jumlah trombosit meningkat

e) Feritin serum berkurang, besi serum rendah dengan peningkatan

transferin dan kapasitas pengikat besi tidak jenuh

f) Reseptor transferin yang dapat larut dalam serum meningkat

(Hoffbrand AV, Moss PAH, 2016).

2.3 Mekanisme Absorbsi Besi (Fe)

Kadar besi seluruh tubuh dikontrol secara dominan pada tingkat

penyerapan zat makanan dari usus. Penyerapan zat besi terutama terjadi pada

duodenum (dan jejunum atas) dan meningkat selama defisiensi besi dan

menurun selama pengisian zat besi dan kandungan zat besi yang berlebihan

dalam tubuh (Lane et al, 2015). Pada tingkat sel, besi diserap melintasi

membran apikal sel epitel yang terdiferensiasi (enterosit) pada zona

pertengahan dan villus bagian atas. Sel-sel ini dapat menyerap zat besi

makanan, yang terdiri dari dua bentuk utama: besi non-heme (terutama

14

ditemukan pada sereal dan sayuran) dan besi heme (terutama berasal dari

hemoprotein dalam daging) (Lane et al, 2015).

Serapan diet besi non-heme terjadi dalam dua fase. Pada fase pertama,

besi diambil melintasi membran apikal enteroten duodenum pada gambar 2.4,

yang mensyaratkan bahwa zat besi dapat larut dan dalam bentuknya yang

direduksi. Nutrien asam nutrisi kemudian dikeluarkan dari perut ke dalam

duodenum, di mana sebagian besar penyerapan zat besi diperkirakan terjadi

(Lane et al, 2015).

Pandangan saat ini dan yang dipegang secara luas adalah bahwa

reduksi dari besi non-heme, yang dengan cepat dioksidasi menjadi bentuk

ferri (Fe3+) dengan adanya oksigen terlarut, dimediasi oleh membran

fermentasi apikal, seperti DCYTB di- Heme transmembran oksidoreduktase

yang dimanfaatkan askorbat intraseluler sebagai donor elektron untuk

mengurangi ferri (Fe3+) ekstraselular dan substrat fisiologis lainnya ada juga

bukti bahwa pengurangan besi non-heme di lingkungan ekstraselular dapat

melibatkan reduksi ferri (Fe3+) non-enzimatik yang didorong oleh reduktan

endogen dan sekresi seperti askorbat dan atau superoksida (Lane et al, 2015).

Kontribusi pengurangan non-enzimatik dari besi duodenum oleh

askorbat terlarut, terlepas dari atau disuplai dalam makanan, terkait

patofisiologis dengan mekanisme pengurangan dan penyerapan zat besi pada

mamalia (misalnya, manusia) yang tidak mampu mensintesis askorbat mereka

sendiri. Besi kemudian diangkut melintasi membran apikal enterocyte melalui

transporter besi, seperti transporter logam divalen 1 (DMT1), dan

kemungkinan transporter logam divalen lainnya, seperti ZIP14 (Lane et al,

2015).

15

(Gulec S, Anderson GJ, Collins JF, 2014)

Gambar 2.4 Mekanisme absorbsi besi di duodenum. Mekanisme penyerapan zat besi

pada usus duodenum. Besi yang ditujukan untuk ekspor melintasi membran

basolateral (BLM) melalui ferroportin 1 (FPN1). Fe2+ digabungkan dengan

oksidasi besi melalui hephaestin (HEPH) sehingga terbentuk Fe3+. Fe3+

kemudian mengikat transferin dalam cairan interstisial atau di dalam

pembuluh darah dan didistribusikan ke seluruh tubuh.

Besi yang mencapai membran basolateral oleh mekanisme yang

kurang dipahami kemudian dapat diangkut ke sirkulasi oleh FPN1.

Ferroksidase trans-membran, hephaestin, colocalizes dengan FPN1 di

membran basolateral dan, dikombinasikan dengan plasma ceruloplasmin,

membantu mengoksidasi besi ferri yang diekspor kembali ke besi (Lane et al,

2015).

Besi ini kemudian dikomplekskan ke protein transpor besi plasma

utama, transferrin (Tf), untuk transportasi melalui sirkulasi dan serapan oleh

jaringan distal. Selain itu, besi terikat Tf adalah satu-satunya sumber besi

untuk kompartemen eritropoietik yang mempunyai peran dalam

memproduksi eritrosit harian sekitar 200 miliar (Lane et al, 2015).

16

Transferrin (Tf) merupakan protein utama yang terlibat dalam

transportasi besi di plasma darah. Normalnya antara 20 dan 40 % dari protein

pengikat ditempati oleh ferri (Fe3+). Nilai diagnostik Tf baru saja ditinjau

ulang. Terbukti parameter yang berguna untuk menilai kedua defisiensi zat

besi dan besi yang berlebih. Saturasi Tf dalam darah digunakan sebagai

petunjuk kuat adanya besi yang berlebihan (Waldvogel-Abramowski et al,

2014). Prekursor eritrosit mengambil besi dengan menggunakan Tfr, terutama

Tfr1, sedangkan hepatosit dan sel bukan eritroid lainnya juga dapat

menggunakan NTBI (Waldvogel-Abramowski et al, 2014).

Transferrin yang mengangkut besi berikatan dengan reseptor

transferrin (Tfr) dan hal yang kompleks di internalisasi di dalam sel dengan

mendaur ulang vesikel endosom. Siklus Tf yang bergantung pada kompleks

Tf-Tfr, melibatkan internalisasi yang kompleks di dalam endosome, di ikuti

oleh pelepasan zat besi setelah mengalami perubahan menjadi asam dari

endosome dan daur ulang kompleks Tf-Tfr untuk dibawa ke permukaan sel.

Akhirnya, di permukaan sel, di pH netral, Tf berdisosiasi dari Tfr, dan

digunakan untuk mengulang siklus besi (Waldvogel-Abramowski et al,

2014).

Prekursor eritroid membutuhkan lebih banyak besi dari jenis sel yang

lain dalam tubuh, dan seperti yang telah disebutkan, prekursor eritroid

mengambil besi hampir secara eksklusif melalui Tfr1. Transportasi besi ke

mitokondria yang disediakan oleh mitoferrin-1 atau dengan nama lain

mitokondrial transferrin 1 dari prekursor eritroid. Mitoferrin-1 berinteraksi

dengan transporter pengikat Atp dan mengikat ferrokelatase untuk

17

membentuk sebuah kompleks oligomerik, memungkinkan penyerapan besi

dan biosintesis heme (Waldvogel-Abramowski et al, 2014).

2.4 Peran Daun Kelor dalam Meningkatkan Kadar Hemoglobin

Moringa oleifera Lam telah banyak diteliti pada beberapa tahun

terakhir terutama pada tikus. Hasil penelitian in vitro pada hewan dan manusia

membuktikan bahwa semua bagian dari Moringa oleifera Lam memiliki

fungsi baik secara fisiologis maupun farmakologi. Penelitian sebelumnya

yang dilakukan pada manusia mengindikasikan bahwa bubuk daun Moringa

oleifera Lam yang diberikan secara oral diketahui berguna sebagai anti-

anemia, kemoprotektif, dan efek antioksidan tanpa menimbulkan efek

samping (Fahey JW, 2005)

Daun kelor mempunyai banyak kandungan vitamin A, vitamin C dan

zat besi (Fe) sebagai sumber yang berpengaruh terhadap kadar hemoglobin

pada anemia defisiensi besi. Vitamin A dan Vitamin C dapat mempercepat

penyerapan zat besi (Fe) (Canadian Pharmacist Association, 2012).

Kandungan zat besi daun kelor dibantu dengan kandungan vitamin C

dapat mempercepat pengembalian zat besi yang tersimpan dalam tubuh. Zat

besi yang telah disimpan akan digunakan untuk proses eritropoiesis sehingga

eritrosit yang beredar ditubuh akan bertambah (Yulianti H, Hadju V, Elma

Alasiry. 2015)

18

(Hoffbrand AV, Moss PAH, 2016)

.

Zat besi yang terdapat dalam daun kelor akan diserap oleh tubuh

melalui usus duodenum dengan bantuan reseptor DMT1 untuk masuk ke

enterosit. Zat besi akan diteruskan ke ferroportin yang merupakan pintu

keluar menuju cairan interstisial tubuh. Sebelum dilepas ke cairan interstisial

tubuh, zat besi akan di oksidasi menjadi Fe3+ oleh HEPH. Setelah di oksidasi,

zat besi akan dilepas ke cairan interstisial dan berikatan dengan Transferrin

(Hoffbrand AV, Moss PAH, 2016).

Gambar 2.5 Sintesis Hemoglobin. Zat besi masuk ke dalam mitokondria

akan bergabung dengan Protopophyrin sehingga terbentuk

Hemo.

19

Transferin yang membawa zat besi akan masuk ke dalam sel melalui

reseptor. Zat besi akan dilepaskan lalu menuju ke mitokondria yang

merupakan tempat sintesis protoporphyrin pada gambar 2.5. Protoporphyrin

bergabung dengan zat besi dalam bentuk Fe2+ sehingga terbentuk Hemo.

Hemo akan dikeluarkan dari mitokondria untuk bergabung dengan α2β2

globin menjadi Hemoglobin (Hoffbrand AV, Moss PAH, 2016).

(Lane DJR, Jansson PJ, Richardson DR, 2016)

Penelitian sebelumnya dilakukan pada perempuan yang diberikan buah

kiwi sebagai vitamin C dengan diberikan bersamaan dengan suplemen besi

menghasilkan terdapat perbedaan signifikan kenaikan kadar besi dan

hemoglobin. Meningkatnya absorbsi zat besi di dalam tubuh yang dibantu

dengan vitamin C, maka kadar hemoglobin dalam darah akan meningkat

(Beck et al, 2011).

Penggunaan vitamin C pada saat konsumsi zat besi juga dapat

menurunkan kebutuhan jumlah total zat besi yang diperlukan untuk

mendapatkan tujuan klinis yang sama. Selain itu dengan menggunakan

Gambar 2.6 Peran vitamin C dalam metabolisme zat besi. Peran vitamin C

dalam metabolism zat besi tidak hanya membantu absorbsi

melainkan juga berperan untuk trasnportasi zat besi,

eritropoiesis dan penyimpanan zat besi.

20

vitamin C dapat meningkatkan kelarutan zat besi yang akan berpengaruh

terhadap penyerapan zat besi (Lane DJR, Jansson PJ, Richardson DR, 2016).