BAB 1
TINJAUAN PUSTAKA
1.1 Otak Otak merupakan organ tubuh yang istimewa karena otak membutuhkan oksigen dalam jumlah banyak dan menerima suplai oksigen hanya dari darah tiap waktu. Dalam kondisi normal, aliran darah ke otak berkisar 750 mL/menit yang merupakan 15-20% dari curah jantung. Konsistensi sirkulasi darah ini diatur oleh baroreseptor dan refleks vasomotor yang pusat kendalinya berada di batang otak. Dalam menjalankan aktivitasnya, kebutuhan sel-sel otak banyak dicukupi oleh aliran darah dari sistem kardiovaskular sebagai sumber utama. Hal ini disebabkan sel-sel saraf di otak tidak dapat menjamin adanya cadangan energi secara signifikan apabila sel-sel di otak mengalami kekurangan suplai darah (Martini, 2001; McCance, 2006; Ropper, 2005).
Walaupun aliran darah ke otak relatif konstan, aliran darah di daerah tertentu pada otak berubah setiap saat. Perubahan ini terjadi sebagai respon terhadap perubahan lokal komposisi cairan interstisial yang mengiringi aktivitas otak. Seperti pada saat seseorang berbicara, membaca, ataupun berjalan, daerah spesifik di otak yang mengatur aktivitas-aktivitas tersebut akan menjadi aktif dan aliran darah ke daerah tersebut akan meningkat untuk memenuhi kebutuhan akan oksigen dan nutrisi bagi neuron yang aktif (Martini, 2001; McCance, 2006; Ropper, 2005).
Otak menerima aliran darah dari arteri karotid umum (common carotid artery) yang terdapat di bawah jaringan pada leher. Arteri karotid ini dapat dilokalisasi dengan menekan jaringan di sekitar trakea dan dengan munculnya denyutan yang kuat menunjukkan arteri tersebut. Tiap arteri karotid umum bercabang menjadi arteri karotid eksternal (external carotid artery) dan arteri karotid internal (internal carotid artery). Arteri karotid eksternal mengalirkan darah ke struktur leher, kerongkongan, faring, laring, rahang bawah, dan muka. Arteri karotid internal memasuki tengkorak melewati saluran karotid pada tulang temporal dan mengalirkan darah ke otak (Gambar 1.1). Arteri karotid internal terbagi menjadi tiga cabang, yaitu arteri optik 3
4 (ophthalmic artery) yang menyuplai darah ke mata, arteri otak anterior (anterior cerebral artery) yang menyuplai darah ke lobus frontal dan parietal otak, dan arteri otak tengah (middle cerebral artery) yang menyuplai darah ke mesencephalon dan permukaan lateral hemisfer otak (Martini, 2001).
Gambar 1.1 Sistem arteri yang mengalirkan darah ke otak (Martini, 2001).
Otak sensitif terhadap perubahan suplai sirkulasi darah. Adanya gangguan aliran darah ke otak yang terjadi selama beberapa detik saja dapat menyebabkan ketidaksadaran dan bila gangguan aliran darah ini berlangsung lebih dari lima menit, beberapa kerusakan saraf permanen pada otak dapat muncul. Karena arteri karotid internal ini membentuk suatu hubungan dengan arteri-arteri lain (anastomase) di dalam otak besar, maka bila terdapat gangguan pada salah
5 satu pembuluh dapat menghambat suplai darah ke otak. Gangguan tersebut dapat terjadi akibat adanya plak atau gumpalan darah yang menghambat aliran darah pada arteri atau bila arteri rusak dan pecah sehingga jaringan otak disekitarnya akan rusak bahkan mati. Akibatnya akan muncul simptom yang disebut stroke atau cerebrovascular accident (CVA) yang merupakan salah satu manifestasi kerusakan saraf di otak (Martini, 2001; Ropper, 2005).
1.2 Stroke Stroke merupakan salah satu penyebab kematian utama saat ini, bahkan di Amerika Serikat, stroke dan beberapa penyakit pembuluh darah lainnya merupakan penyebab kematian yang utama. Setiap tahun, di Amerika Serikat terdapat kira-kira 700.000 kasus stroke yang terdiri dari 600.000 kasus stroke iskemia dan 100.000 kasus stroke hemoragik intraserebral atau subaraknoid, dengan 175.000 kasus stroke diantaranya berakhir dengan kematian. Penderita stroke bertambah setiap 45 detik dan setiap 3,1 menit seseorang meninggal karena stroke. Walaupun American Heart Association menyatakan hingga saat ini angka kematian akibat stroke telah menurun hingga 12%, tetapi jumlah kasus stroke tetap meningkat (Ropper, 2005). Sementara stroke di Indonesia merupakan penyebab kematian ketiga setelah penyakit jantung dan kanker dan bahkan menurut survei Yayasan Stroke Indonesia tahun 2004 di rumah sakit pemerintah di Indonesia, stroke merupakan penyebab kematian nomor satu 3. Mengingat jumlah penderita stroke terus meningkat saat ini dan gangguan pada otak akibat stroke tersebut tidak lagi hanya terjadi pada usia lanjut saja namun juga diderita oleh usia produktif, maka stroke sebaiknya mendapat perhatian lebih dari masyarakat4.
1.2.1 Definisi Stroke Stroke atau cerebrovascular accident (CVA) merupakan salah satu manifestasi penyakit serebrovaskular berupa gangguan suplai vaskular yang dibutuhkan otak, yang ditandai dengan sindrom neurologis secara tiba-tiba yang dapat menyebabkan kecacatan tubuh bahkan dapat berakibat dengan timbulnya kematian bila tidak segera ditangani. Arteri yang paling sering mengalami penyumbatan atau pecah dan menimbulkan stroke adalah arteri yang menyuplai darah ke bagian otak tengah (middle cerebral artery), yang merupakan cabang utama dari
3 4
www.harian-global.com/news.php?item.20574.7 www.yastroki.or.id/read.php?id=317
6 lingkaran arterial otak. Apabila stroke terjadi karena terhambatnya aliran darah di arteri otak tengah yang berada di bagian kiri otak, maka gejala yang muncul berupa afasia, paralisis motorik dan sensorik bagian tubuh sebelah kanan. Sebaliknya apabila hambatan terjadi pada arteri otak tengah yang berada di bagian kanan otak, maka yang mengalami gangguan adalah sensorik dan motorik bagian tubuh sebelah kiri. Fenomena ini dikenal sebagai fenomena kontralateral (Martini, 2001; McCance, 2006; Ropper, 2005).
1.2.2 Faktor Resiko Timbulnya Stroke Penyakit sistem serebrovaskular ini berhubungan dengan abnormalitas otak sebagai akibat adanya kondisi patologi pada pembuluh darah, yaitu adanya oklusi (penyumbatan) oleh trombus atau embolus, pecahnya pembuluh darah, terganggunya permeabilitas dinding pembuluh darah, adanya peningkatan viskositas darah, atau adanya perubahan lain yang mempengaruhi kualitas aliran darah ke pembuluh serebral otak. Kondisi patologi pada pembuluh darah juga dapat disebabkan oleh faktor penyakit, yaitu antara lain aterosklerosis, hipertensi, arteriosklerosis, arteritis, dilatasi aneurisma, dan malformasi bentuk pembuluh darah (Ropper, 2005).
Beberapa faktor yang paling penting dan harus mendapat perhatian karena potensinya yang tinggi untuk menimbulkan stroke adalah hipertensi, penyakit jantung, fibrilasi atrial, diabetes melitus, kebiasaan merokok, hiperlipidemia, dan gangguan pada pembuluh darah. Hipertensi atau tekanan darah tinggi merupakan faktor utama yang dapat menimbulkan stroke hemoragik intraserebral dan infark serebral akibat meningkatnya tekanan sistol dan diastol. Sedangkan diabetes menyebabkan aliran darah otak terganggu karena pada penderita diabetes lapisan dalam endotelium pembuluh darah mengalami gangguan dalam melepaskan nitrit oksida, prostaglandin, endotelin, dan angiotensin II yang berperan dalam pengaturan diameter pembuluh. Akibatnya pada pembuluh darah akan mudah terbentuk ateroma dan timbulnya aterosklerosis. Selain itu, adanya resistensi insulin oleh sel-sel tubuh juga menyebabkan pelepasan asam lemak bebas dari jaringan lemak lebih banyak. Stroke juga dapat disebabkan oleh kebiasaan merokok karena merokok dapat menyebabkan berkurangnya elastisitas pembuluh darah dan pengerasan pembuluh darah arteri serta meningkatnya kadar faktor-faktor pembeku darah yang membuat darah lebih kental. Keadaan hiperlipidemia atau meningkatnya
7 kadar lemak dalam darah seperti kolesterol total, LDL, dan trigliserida dapat mencetus timbulnya ateroma di arteri karotid yang dapat menimbulkan stroke. Sedangkan terjadinya gangguan pada pembuluh darah yang dapat berupa penyempitan salah satu arteri karotid menyebabkan otak mengalami iskemia yang selanjutnya dapat berakibat timbulnya stroke iskemia (Karyadi, 2002; Ropper, 2005).
Faktor lain yang dapat meningkatkan resiko terjadinya stroke antara lain adalah obesitas, kurangnya aktivitas fisik, stress, konsumsi alkohol berlebih, penggunaan obat terlarang, terapi hormon, dan pil kontrasepsi oral. Faktor ini tidak berkaitan langsung, tetapi bila dikurangi atau diperbaiki dapat menurunkan resiko timbulnya stroke (Karyadi, 2002).
1.2.3 Penggolongan Stroke Berdasarkan penyebabknya ada dua tipe stroke, yaitu stroke iskemik dan stroke hemoragik.
a) Stroke Iskemik Stroke iskemik adalah stroke yang terjadi akibat adanya penyumbatan arteri, terutama arteri karotid yang merupakan arteri utama di leher dan membawa darah kaya oksigen dari jantung ke otak. Stroke iskemik umumnya terjadi dengan diawali oleh aterosklerosis pada arteri karotid. Walaupun aterosklerosis ini tidak secara langsung menimbulkan stroke, tapi aterosklerosis dapat menimbulkan suatu kondisi yang dapat menyebabkan timbulnya stroke (Encarta, 2006).
Kerusakan lain yang dapat menghentikan aliran darah pada stroke iskemik adalah pembentukan gumpalan darah. Umumnya, kerusakan ini ditimbulkan oleh proses trombosis, yaitu proses pembentukan gumpalan darah di dalam pembuluh darah yang dapat menyumbat aliran darah sehingga dapat menimbulkan stroke. Stroke iskemik juga dapat disebabkan oleh gumpalan darah yang bersirkulasi atau disebut juga embolus. Embolus ini akan bersirkulasi di dalam pembuluh darah dan apabila embolus memasuki pembuluh darah yang diameternya mendekati diameter embolus, maka embolus dapat menyumbat aliran darah dan menimbulkan stroke yang disebut stroke tromboemboli (Encarta, 2006).
8 b) Stroke Hemoragik (Hemorrhage) Stroke hemoragik adalah stroke yang terjadi akibat adanya pembuluh darah di otak yang terkikis, lalu menipis, dan akhirnya pecah serta menimbulkan pendarahan di jaringan sekitarnya. Darah yang keluar dari pembuluh darah yang pecah dapat menekan pembuluh darah otak lain di sekitarnya yang berukuran lebih kecil, menghentikan aliran darah, dan menyebabkan jaringan di sekitarnya kekurangan oksigen. Walaupun angka kemunculan stroke hemoragik lebih kecil daripada stroke iskemik, tetapi stroke hemoragik cenderung memberikan efek yang lebih fatal pada daerah yang lebih luas di otak. Simptom dari stroke hemoragik ini umumnya muncul secara tiba-tiba dengan tingkat keparahan yang lebih tinggi dan resiko kematian yang lebih besar daripada stroke iskemik (Encarta, 2006).
Stroke hemoragik dapat terjadi akibat aneurisma, yaitu pembentukan kantung akibat dilatasi arteri atau vena yang terbentuk karena dinding pembuluh darah menipis. Apabila aneurisma ini tidak diobati, maka aneurisma akan terus berkembang dan dapat menyebabkan pembuluh darah pecah. Stroke hemoragik juga dapat dihasilkan dari arteriovenous malformation (AVM) yang merupakan pembentukan pembuluh darah yang lemah atau rapuh selama perkembangan janin. Pembuluh darah malformasi ini dapat menimbulkan pecahnya pembuluh darah sekalipun aliran darah normal. Stroke hemoragik intraserebral dapat timbul secara spontan terutama karena hipertensi kronik dan perubahan degeneratif pada arteri serebral (Encarta, 2006; Ropper, 2005).
1.3 Metode Pembuatan Model Tikus Stroke Intraserebral hemoragik akut merupakan salah satu tipe stroke yang fatal dan sering muncul. Apabila pasien dapat bertahan dari serangan stroke, hematoma yang ditimbulkan pada parenkima otak akibat stroke tersebut akan memicu efek samping lain meliputi gangguan dan penurunan fungsi neurologis. Suatu model tikus intraserebral hemoragik reprodusibel dapat diinduksi dengan meningkatkan tekanan pada pembuluh darah atau jaringan di otak. Prinsip induksi adalah dengan memasukan darah tikus atau zat lain ke dalam inti kaudatus kanan otak agar tekanan pada jaringan di daerah tersebut meningkat dan akhirnya mengalami kerusakan jaringan. Keuntungan metode induksi ini adalah otak akan langsung mengalami pembengkakan akibat adanya penambahan cairan di dalam otak. Kerugian metode ini adalah
9 resiko kematian tikus kematian lebih besar, kondisi percobaan yang lebih kompleks, dan peralatan yang dibutuhkan lebih banyak. Parameter terjadinya penurunan fungsi neurologis akibat stroke diketahui berdasarkan uji perilaku yang meliputi forelimb placing test (FPT), forelimb placing use asymmetry test (FUAT), dan corner turn test (CTT) pada pengamatan selama 28 hari (Hua, 2002).
1.4 Tinjauan Botani Tumbuhan Uji Dalam penelitian ini, dua tanaman, yaitu belimbing wuluh dan nanas, diuji pengaruhnya terhadap perilaku model tikus stroke. Klasifikasi, nama daerah, morfologi, kandungan kimia, penggunaan, serta efek farmakologi dari masing-masing tanaman tersebut diuraikan berikut ini.
1.4.1 Belimbing Berdasarkan taksonomi tumbuhan, belimbing wuluh termasuk divisi Spermatophyta, sub divisi Angiospermae, kelas Dicotyledone, bangsa Geraniales, suku Oxalidaceae, marga Averrhoa, dan jenis Averrhoa bilimbi L. Tumbuhan ini diduga berasal dari Maluku (Indonesia), umumnya dibudidayakan untuk diambil buahnya, ditanam di pekarangan sebagai tanaman hias, dan kadang-kadang tumbuh liar. Di Indonesia, tanaman ini tersebar luas dan dapat tumbuh baik di dataran rendah sampai dengan ketinggian kurang dari 750 m di atas permukaan laut. Di Jawa, belimbing wuluh dikenal juga dengan nama belimbing asam, belimbing sayur, dan calincing (Departemen Kesehatan & Kesejahteraan RI, 2001; Ditjen POM Depkes RI, 1977; Morton, 1987).
Secara morfologi, tanaman belimbing wuluh berupa pohon kecil, tinggi mencapai 10 m dengan sedikit percabangan. Daunnya berupa daun majemuk menyirip ganjil, anak daun bertangkai pendek, berbentuk bulat telur-jorong, berujung lancip dengan pangkal membundar, panjang 2-10 cm, lebar 1-3 cm, permukaan daun bagian atas berbulu jarang sedangkan pada bagian bawah berbulu padat seperti beludru. Bunga berupa bunga majemuk berbentuk malai, muncul dari batang atau percabangan yang besar, menggantung, dengan masa berbunga sepanjang tahun. Anak bunga berbentuk bintang, berwarna ungu kemerahan atau ungu gelap, berasa manis. Buah buni, berbentuk bulat lonjong bersegi lima, panjang 4-6,5 cm, kulit buah
10 tipis, berwarna hijau kekuningan, bila masak berair banyak, dan rasanya sangat asam. Biji berbentuk bulat telur agak gepeng (Departemen Kesehatan & Kesejahteraan RI, 2001; Ditjen POM Depkes RI, 1977; Morton, 1987).
Daun belimbing wuluh diketahui mengandung flavonoid, tanin, kalsium oksalat, dan kalium sitrat. Sedangkan buahnya mengandung kalsium oksalat, protein, serat, kalsium, fosfor, besi, karoten, thiamin, riboflavin, niasin, dan asam askorbat (Morton, 1987).
Dari segi penggunaannya, secara tradisional daun belimbing wuluh berkhasiat sebagai anti septik kulit, anti hipertensi, anti hiperlipidemia, anti diabetik, serta dapat mengobati demam, batuk, dan sakit perut. Dekoknya digunakan untuk inflamasi rektal, bersifat aterogenik, dan dapat menghambat aktivitas enzim lipid peroksidase. Sebagai obat luar, daunnya digunakan untuk mengobati bisul, encok (rematik), gatal (iritasi kulit), dan sakit gondong (Departemen Kesehatan & Kesejahteraan RI, 2001; Ditjen POM Depkes RI, 1977; Morton, 1987).
1.4.2 Nanas Berdasarkan taksonomi tumbuhan, nanas termasuk divisi Spermatophyta, sub divisi Angiospermae, kelas Monocotyledone, bangsa Bromeliales, suku Bromeliaceae, marga Ananas, dan jenis Ananas comosus (L.) Merr. dengan sinonim Ananas sativus Schult., Ananas sativa Lindl. (Departemen Kesehatan & Kesejahteraan RI, 2001). Karena tumbuhan nanas terdapat hampir di seluruh kepulauan Indonesia, ada berbagai nama daerah untuk nanas, misalnya di Sumatera: ekahauka, anes, nas, henas, kenas, honas, hanas, kanas, nanas; di Jawa: danas, ganas, nanas, lanas; di Kalimantan: kanas, samblaka, malaka, urousan, kayu usan, belasan; di Nusa Tenggara: manas, nanas, anana, nana, panda jawa, nanasi; di Sulawesi: tuis mongondow, nanasi, tuis, busa, pinang, nanati, pandang; dan di Maluku: bankalo, kampora, kanasoi, anasu, banggala, bangkala (Ditjen POM Depkes RI, 1977).
Secara morfologi, tumbuhan nanas merupakan terna yang kuat dengan tinggi 0,5-1,25 m. Daunnya banyak, berduri kecil, kuat melengkung ke atas, dan tebal. Batangnya berada dalam roset akar dengan pangkal melebar menjadi pelepah, berwarna hijau kekuningan atau keunguan. Buahnya segar, bila dibelah tidak berbau, rasa mula-mula agak tawar, lama-lama
11 agak menggigit, ciri makroskopik: permukaan luar buah berwarna putih sampai kehijauan, berlubang-lubang dengan jarak agak teratur, pada jarak yang hampir sejajar dengan lubang terdapat garus-garis berwarna kehijauan yang merupakan bagian tepi daun pelindung dan tenda bunga, pada dasar lubang terdapat sisa tangkai putik, dan pada dinding lubang terdapat selaput atau rambut kuku serupa sikat berwarna kecoklatan (Departemen Kesehatan & Kesejahteraan RI, 2001; Ditjen POM Depkes RI, 1977; PT Eisai Indonesia, 1995).
Buah nanas mengandung berbagai macam senyawa yaitu saponin, flavanoid, polifenol, vitamin A dan vitamin C, kalsium, fosfor, magnesium, besi, natrium, kalium, dekstrosa, sukrosa (gula tebu), dan enzim bromelain. Buah nanas merupakan buah yang memiliki banyak manfaat. Secara tradisional, buah nanas memiliki khasiat sebagai obat cacing yang dapat diperoleh dari hasil perasan buah nanas tersebut. Selain itu, nanas juga berkhasiat sebagai obat demam, pelancar air seni, pencahar, dan untuk memperbaiki pencernaan dengan memacu aktivitas enzim pencernaan. Buah nanas juga digunakan untuk mengobati gangguan haid, dissuria, kejang perut, radang amandel, beri-beri, difteri, sebagai stomakikum, dan anti ketombe (Departemen Kesehatan & Kesejahteraan RI, 2001; Ditjen POM Depkes RI, 1977; PT Eisai Indonesia, 1995).
Jaringan buah dan batang nanas mengandung enzim bromelain dalam keadaan bebas. Kandungan enzim yang terdapat dalam jaringan batang nanas tersebar sedemikian rupa, tergantung umur dari batang nanas tersebut. Enzim bromelain memiliki berbagai manfaat antara lain dapat memecah lemak di usus sehingga membantu membersihkan usus dan saluran pencernaan, mengurangi tekanan darah tinggi, sebagai anti radang, membantu melunakkan makanan di lambung, mengganggu pertumbuhan sel kanker, menghambat agregasi platelet, memiliki efek fibrinolitik, mengurangi kadar kolesterol darah (membersihkan darah), mencegah stroke, meningkatkan pencernaan, mencuci timbunan protein dan parasit cacing pada dinding usus sehingga dapat dengan mudah dikeluarkan melalui feses, merangsang serta meningkatkan sistem pertahanan tubuh. Manfaat nanas lainnya yaitu dapat menjaga keseimbangan hormon tubuh terutama pada wanita dalam mengatur siklus menstruasi, dapat membersihkan rahim, mempercepat penyembuhan untuk wanita yang baru melahirkan,
12 mengandung triptofan dan serotonin untuk relaksasi otak yang bermanfaat dalam mengurangi depresi, meningkatkan mood dan konsentrasi, dan mempercepat penyembuhan luka5,6.
5 6
http://www.rusnasbuah.or.id/ http://www.iptek.net.id/ind/pd_tanobat/view.php?id=242
