ADLN – PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
2.1
PENYEMBUHAN LUKA Menurut Wound Healing Society, luka adalah hasil resultan dari kerusakan
struktur dan fungsi anatomis jaringan normal (Boateng et al., 2007). Klasifikasi luka pada kulit berdasarkan jumlah lapisan kulit yang terlibat meliputi luka superficial, partial thickness dan full thickness. Luka superficial merupakan kerusakan jaringan dangkal sebatas lapisan epidermis. Apabila melibatkan lapisan epidermis dan sebagian dermis maka disebut sebagai luka partial thickness, sedangkan apabila kerusakan jaringan telah mencapai lemak subkutan atau bahkan lebih dalam maka disebut sebagai luka full thickness (Boateng et al., 2007; Rivera et al, 2007).
Gambar 2.1 Klasifikasi luka (Eriksson and Svensjo, 2004)
5 SKRIPSI
EFEKTIFITAS PEMBERIAN EKSTRAK ...
GUSTI CITRA PUTRA
ADLN – PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
6
Proses penyembuhan luka ini secara umum terbagi menjadi 4 fase, yakni hemostasis, inflamasi, proliferasi dan remodelling (MacKay & Miller, 2003). Selsel seperti platelet dan sel inflamasi merupakan jenis sel yang pertama kali tiba di lokasi luka dan bertugas untuk mengirim sinyal kimia untuk proses regenerasi tubuh. Sinyal kimia ini disebut sebagai sitokin. Sitokin memiliki fungsi untuk pertumbuhan sel, mengatur migrasi sel, produksi matriks, ekspresi enzim dan proses diferensiasi (Diegelmann & Evans, 2004). Pelepasan sitokin dalam serum darah berasal dari pembuluh darah yang mengalami kerusakan dan dari platelet yang mengalami degranulasi (Werner & Grose, 2003). Fase pertama kaskade penyembuhan menunjukkan respon awal untuk membersihkan daerah yang mengalami kerusakan dari jaringan yang mati dan benda asing, sehingga daerah yang yang mengalami kerusakan dapat regenerasi seperti semula. Respon vaskuler ini melibatkan proses vasokonstriksi dan vasodilatasi. Selama 5 menit hingga 10 menit setelah terjadinya vasokonstriksi akan terjadi vasodilatasi bersamaan dengan peningkatan permeabilitas kapiler. Agregasi platetelet dalam bekuan darah akan mensekresikan berbagai macam growth factor dan sitokin yang kemudian akan mengakibatkan berlanjutnya kaskade penyembuhan (MacKay& Miller, 2003). Bekuan darah merupakan reservoir dari growth factor yang dibutuhkan pada fase lanjut dari proses penyembuhan (Werner & Grose, 2003). Beberapa growth factor yang disekresi adalah platelet-derived growth factor (PDGF) dan transforming growth factor-beta (TGF-β). PDGF akan merangsang kemotaksis dari neutrofil, makrofag, dan fibroblas. TGF-β akan menarik makrofag dan memberikan stimulasi untuk mensekresikan sitokin lain, seperti FGF
SKRIPSI
EFEKTIFITAS PEMBERIAN EKSTRAK ...
GUSTI CITRA PUTRA
ADLN – PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
7
(fibroblast growth factor), PDGF, TNF-α (tumor necrosis alpha) dan IL-1 (interleukin-1). TGF-β juga merangsang kemotaksis fibroblas serta memodulasi ekspresi kolagen dan kolagenase (Diegelmann & Evans, 2004). Fase kedua dari kaskade penyembuhan adalah fase inflamasi yang pada kondisi normal fase ini akan berlangsung antara 3 hingga 5 hari. Fase ini ditandai dengan 5 tanda kardinal keradangan, yakni rubor (kemerahan/erythema),calor (panas), tumor (pembesaran), dolor (nyeri), dan functio laesa (ketidakmampuan). Panas dan kemerahan yang terjadi pada fase ini disebabkan oleh vasodilatasi yang terjadi pada fase hemostasis, sedangkan pembesaran yang terjadi diakibatkan oleh transudat cairan. Rasa nyeri dan ketidakmampuan yang terjadi merupakan akibat dari histamin, kinin dan prostaglandin yang dilepaskan oleh leukosit dan juga didukung oleh pembesaran/edema yang terjadi (Peterson, 2003). Fase ini didominasi oleh sel neutrofil dan sel monosit. Proses migrasi neutrofil dan monosit yang terjadi pada fase inflamasi didukung oleh peningkatan permeabilitas vaskuler (MacKay& Miller, 2003). Setelah neutrofil masuk ke dalam jaringan, maka neutrofil disebut sel poly-morpho-nuclear (PMN). PMN yang berkontak dengan material asing, seperti bakteri, PMN akan mulai melepaskan enzim lisosom yang akan bekerja untuk menghancurkan bakteri dan material asing lainnya serta mencerna jaringan yang sudah nekrosis (Peterson, 2003). PMN, monosit dan limfosit akan memproduksi enzim proteinase dan reactive oxygen species (ROS) sebagai pertahanan terhadap mikroorganisme yang menyerang tubuh dan untuk proses fagositosis debris sel (Werner & Grose, 2003). Migrasi neutrofil akan mulai berkurang setelah beberapa hari paska terjadinya luka, jika luka sudah tidak terkontaminasi lagi (MacKay& Miller, 2003).
SKRIPSI
EFEKTIFITAS PEMBERIAN EKSTRAK ...
GUSTI CITRA PUTRA
ADLN – PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
8
Pada fase inflamasi yang lebih lanjut, yakni 48 jam semenjak terjadinya luka, monosit yang berada di jaringan akan diubah menjadi makrofag yang merupakan sel inflamasi yang paling esensial dalam proses penyembuhan luka. Makrofag yang telah aktif akan melepaskan PDGF dan TGF-β yang akan menarik fibroblas ke lokasi luka. Makrofag yang bersifat fagositik juga bertugas untuk membuang sel tubuh yang non-fungsional, seperti PMN yang terisi bakteri, matriks yang rusak, debris asing dan segala jenis bakteri dari lokasi luka. Makrofag merupakan marker bahwa fase inflamasi telah mendekati akhir dan akan berganti dengan fase proliferasi (Diegelmann & Evans, 2004). Fase proliferasi didominasi oleh pembentukan jaringan granulasi dan epitelisasi. Durasi dari fase ini tergantung dari ukuran luka yang terjadi. Faktor kemotaksis dan sitokin yang dilepaskan oleh platelet serta makrofag menstimulasi migrasi dan aktivasi dari fibroblas yang akan menghasilkan berbagai macam substansi penting untuk perbaikan jaringan, termasuk aminoglikan dan kolagen. Pertumbuhan kapiler juga terjadi bersamaan dengan pergerakan fibroblas menuju luka, hal ini bertujuan untuk mendukung kebutuhan metabolisme. Sintesis kolagen bertanggung jawab untuk integritas vaskular dan kekuatan dari pembuluh kapiler yang baru. Pada awal dari fase proliferasi yakni 3 hari setelah terjadinya luka, sel fibroblas mulai mensintesa dan mensekresikan kolagen dalam jumlah tertentu. Kadar kolagen mengalami peningkatan selama kurang lebih 3 minggu, dimana kadar kolagen yang disekresikan pada masa ini menentukan tensile strength (MacKay& Miller, 2003). Tingkat metabolisme yang tinggi pada daerah luka menyebabkan kebutuhan oksigen dan nutrisi meningkat, sehingga diperlukan suplai nutrisi dan oksigen
SKRIPSI
EFEKTIFITAS PEMBERIAN EKSTRAK ...
GUSTI CITRA PUTRA
ADLN – PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
9
yang lebih banyak. Faktor lokal pada lokasi luka seperti kadar pH yang rendah, tekanan oksigen yang rendah dan peningkatan laktat akan melepaskan faktorfaktor tertentu yang akan meningkatkan suplai darah. Proses ini disebut angiogenesis atau neovaskularisasi yang distimulasi oleh sitokin (Diegelmann & Evans, 2004; Peterson, 2003). Pada fase proliferasi, jenis sel yang predominan pada lokasi luka adalah fibroblas. Fibroblas bertugas untuk memproduksi matriks baru yang dibutuhkan untuk mengembalikan struktur dan fungsi dari jaringan yang rusak. Fibroblas akan berikatan dengan serat pada matriks fibrin provisional dan kemudian memproduksi kolagen. Kolagen sendiri terdiri dari berbagai jenis, tetapi jenis yang paling dominan pada penyembuhan luka ini adalah kolagen tipe 1 (Diegelmann & Evans, 2004). Kolagen yang diproduksi pada fase awal ini akan dihasilkan dalam jumlah yang berlebihan dan disusun dengan susunan yang tidak beraturan. Bentuk orientasi serat yang buruk akan menurunkan tingkat efektifitas kolagen yang diproduksi untuk meningkatkan kekuatan jaringan penyembuhan, sehingga jumlah kolagen
yang berkelimpahan diperlukan untuk
dapat
meningkatkan penyembuhan luka awal. Pada fase ini, kekuatan jaringan yang baru terbentuk akan mengalami peningkatan dengan cepat selama 2 hingga 3 minggu (Peterson, 2003). Serat kolagen yang terbentuk pada jaringan sikatrik cenderung lebih kecil, memiliki bentukan yang acak, lebih lemah dan lebih mudah sobek dibandingkan jaringan normal di sekitarnya (Diegelmann & Evans, 2004). Secara klinis, pada akhir fase penyembuhan luka, jaringan menjadi lebih kaku dikarenakan jumlah kolagen yang berlebihan, kemerahan dikarenakan derajat
SKRIPSI
EFEKTIFITAS PEMBERIAN EKSTRAK ...
GUSTI CITRA PUTRA
ADLN – PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
10
vaskularisasi yang tinggi, serta memiliki tensile strength sebesar 70 hingga 80 % tensile strength jaringan normal (Diegelmann & Evans, 2004; Peterson, 2003). Fase terakhir dari kaskade penyembuhan adalah remodeling, termasuk didalamnya pengaturan ulang serat kolagen dan pembentukan struktur baru untuk meningkatkan kekuatan regangan (MacKay, 2003; Diegelmann & Evans, 2004). Pada fase remodeling, dikarenakan metabolisme luka sudah mengalami penurunan, maka vaskularisasi mengalami penurunan dan kemerahan akan menghilang dengan sendirinya (Peterson, 2003). Proses remodeling berlangsung hingga 2 tahun, dimana 40% hingga 70% dari tensile strength awal didapat pada minggu keempat, sedangkan tensile strength maksimal tercapai pada 6 hingga 12 bulan paska terjadinya luka, tetapi tidak akan bisa mencapai tensile strength jaringan normal (MacKay& Miller, 2003; Andersson, Kahnberg, & Pogrel, 2010).
Gambar 2.2 Proses penyembuhan luka (Beanes et al., 2003)
SKRIPSI
EFEKTIFITAS PEMBERIAN EKSTRAK ...
GUSTI CITRA PUTRA
ADLN – PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
11
Luka pada mukosa rongga mulut memiliki sedikit perbedaan karena adanya faktor lingkungan seperti kelembaban, udara yang mengenai luka tersebut akan berpengaruh terhadap kecepatan re-epitelisasi dan pembentukan jaringan sikatrik (Andersson, Kahnberg & Pogrel, 2010). Penyembuhan pada mukosa rongga mulut cenderung lebih baik dari penyembuhan pada kulit, karena jumlah sitokin proinflamasi yang lebih rendah pada mukosa rongga mulut (Chen et al., 2010).
2.2.1 FAKTOR YANG MEMPENGARUHI PENYEMBUHAN LUKA Secara umum faktor yang dapat mempengaruhi proses penyembuhan luka dikelompokkan ke dalam faktor lokal dan faktor sistemik. Faktor lokal adalah faktor yang secara langsung mempengaruhi karakteristik luka tersebut, sementara faktor sistemik adalah kondisi kesehatan umum pasien yang dapat mempengaruhi proses penyembuhan (Guo & DiPietro, 2010). Tabel 2.1 Faktor yang berpengaruh terhadap penyembuhan luka (Guo & DiPietro, 2010). Faktor Lokal
Faktor Sistemik
1. Oksigenasi
1. Usia dan Jenis kelamin
2. Infeksi
2. Hormon seks
3. Benda asing
3. Stress
4. Kekurangan suplai darah
4. Iskemia 5. Penyakit (diabetes, keloid, fibrosis, kelainan penyembuhan bawaan, jaundice, uremia) 6. Obesitas 7. Obat-obatan (glukokortikoid steroid, NSAID, kemoterapi) 8. Alkohol dan rokok 9. Kondisi immunocompromised (kanker, terapi radiasi, AIDS) 10. Nutrisi
SKRIPSI
EFEKTIFITAS PEMBERIAN EKSTRAK ...
GUSTI CITRA PUTRA
ADLN – PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
12
Protein merupakan salah satu faktor penting dan berpengaruh dalam proses penyembuhan luka. Malnutrisi atau kekurangan salah satu bahan nutrisi yang spesifik dapat menyebabkan akibat cukup besar pada penyembuhan luka paska trauma atau operasi. Pasien dengan kondisi luka yang kronis biasanya memerlukan asupan nutrisi yang spesifik untuk dapat membantu proses penyembuhan (MacKay & Miller, 2003). Defisiensi protein dapat menggangu pembentukan kapiler, proliferasi fibroblas, sintesis proteoglikan, sintesis kolagen, dan remodeling luka dan sistem imun. Akibat dari gangguan tersebut adalah menurunnya kemampuan dari fagositosis leukosit dan meningkatkan resiko terjadinya infeksi. Kolagen merupakan komponen protein utama dalam jaringan ikat yang disusun oleh glisin, prolin dan hidroksiprolin. Sintesa kolagen membutuhkan proses hidroksilasi dari lisin dan prolin, kofaktor seperti besi (Fe) dan vitamin C. Gangguan penyembuhan luka dapat terjadi akibat kekurangan faktor-faktor tersebut (Guo & DiPietro, 2010). Protein merupakan komponen penting dalam pertumbuhan, perkembangan dan perbaikan kondisi tubuh manusia. Protein tersusun dari asam amino. Asam amino dapat dikelompokkan menjadi 20 jenis, yakni nonpolar (hidrofobik), polar & netral, asam, dan dasar (Garrett & Grisham, 2012). Pada organisme sehat, keberadaan asam amino tidak hanya tergantung dari komposisi asam amino dan kemampuan penghancuran protein oleh lambung, tetapi juga oleh kualitas dan kuantitas komponen diet. Pada makhluk yang sakit, metabolisme oleh lambung mengalami kompromisasi, sehingga nutrisi yang didapat digunakan untuk respon penyembuhan luka dan mempertahankan massa otot. Hal ini menyebabkan
SKRIPSI
EFEKTIFITAS PEMBERIAN EKSTRAK ...
GUSTI CITRA PUTRA
ADLN – PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
13
terjadinya perubahan kebutuhan asam amino dalam komposisi maupun kuantitas (Soeters et al., 2004). 2.2
SEMANGKA Semangka merupakan tanaman buah yang tumbuh menjalar, dalam bahasa
Inggris disebut
Water
Melon.
Semangka
berasal
dari daerah
Afrika,
dibudidayakan sekitar tahun 4000 SM, kemudian berkembang dengan pesat ke berbagai negara seperti: Afrika Selatan, Cina, Jepang, dan Indonesia. Semangka termasuk dalam keluarga buah labu-labuan (Cucurbitaceae). Pada daerah asalnya buah tersebut sangat disukai oleh manusia maupun binatang. Daging buahnya banyak mengandung air, sehingga penyebarannya mudah (Prihatman, 2000). Buah semangka merupakan buah yang sering digunakan untuk penelitian genetika dikarenakan ukuran genom yang kecil, serta keberadaan gen mutan dan varian yang banyak (Wehner, 2008).
Gambar 2.3 Semangka (Anonymous, 2012).
Klasifikasi buah semangka adalah (USDA, 2012; Porcher, 2011): Kingdom: Plantae (tumbuhan) Subkingdom: Tracheobionta (tumbuhan berpembuluh) Super Divisi: Spermatophyta (menghasilkan biji)
SKRIPSI
EFEKTIFITAS PEMBERIAN EKSTRAK ...
GUSTI CITRA PUTRA
ADLN – PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
14
Divisi: Magnoliophyta (tumbuhan berbunga) Kelas: Magnoliopsida (berkeping dua / dikotil) Sub Kelas: Dilleniidae Ordo: Violales Famili: Cucurbitaceae (suku labu-labuan) Genus: Citrullus Spesies: Citrullus lanatus (Thunb.) Matsum. & Nakai Varietas: Citrullus lanatus (Thunb.) Matsum. & Nakai var. lanatus Semangka termasuk tanaman musim kering karena semangka dapat tumbuh dengan baik dan cepat pada iklim yang kering dan panas. Faktor iklim yang lembab tidak hanya menghambat pertumbuhannya, tetapi juga menyebabkan tanaman mudah terserang penyakit, sehingga produksi dan kualitas buahnya juga mengalami penurunan. Hujan yang berlebihan atau suhu rendah di daerah subtropika dapat menghancurkan semangka (Kalie, 2008; Prihatman, 2000). Terdapat puluhan jenis varietas semangka yang dibudidayakan, tetapi hanya beberapa jenis yang cocok dibudidayakan di Indonesia, yakni semangka lokal dan semangka hibrida impor. Beberapa jenis semangka lokal yang hingga saat ini masih dibudidayakan adalah, semangka hitam Pasuruan, semangka Batu Sengkaling, dan semangka Bojonegoro (Prihatman, 2000). Semangka hitam Pasuruan memiliki ciri-ciri kulit buah berwarna hitam mengkilap, buah berbentuk bulat, warna daging buahnya merah muda, dan buahnya berukuran kecil sehingga kurang banyak diminati, walaupun rasa buahnya cukup manis. Semangka Batu Sengkaling bentuknya oval, kulit tipis bergaris, daging buah berwarna kemerahan dan manis. Semangka Bojonegoro memiliki ciri-ciri kulit buah berwarna hijau
SKRIPSI
EFEKTIFITAS PEMBERIAN EKSTRAK ...
GUSTI CITRA PUTRA
ADLN – PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
15
terang bergaris hijau gelap, kulit buahnya juga relatif tipis, sehingga mudah pecah bila terlambat dipetik, bentuk buahnya bulat telur, biji relatif banyak, daging buahnya merah jambu, dan rasa daging buahnya kurang enak, sehingga semangka jenis ini dibudidayakan untuk diambil bijinya, yang selanjutnya diolah menjadi kuaci (Prihatman, 2000; Wihardjo, 1993).
2.2.1 BIJI SEMANGKA Biji semangka merupakan produk sampingan dari buah yang tidak terlalu dimanfaatkan (Lakshmi & Kaul, 2011). Biji semangka dapat diolah menjadi kuaci untuk makanan ringan dengan cara direbus supaya lunak dan kemudian dikeringkan. Bagian terpenting kuaci adalah kotiledon, yaitu bagian dalam biji yang enak dimakan sebagai kudapan yang bernilai gizi tinggi. Biji semangka dikenal memiliki kadar nutrisi yang tinggi, terutama dalam hal mineral seperti Ca, P, Mg, K, Zn dan Fe (Lou, 2009), dan juga dalam bentuk asam amino, seperti asam glutamat dan arginin (USDA, 2011). Tabel 2.2 Kandungan biji semangka kering (USDA, 2011).
Units
Value per 100 grams
Number of Data Points
Std. Error
Arginine
g
4.897
3
0.000
Histidine
g
0.775
3
0.000
Alanine
g
1.492
3
0.000
Aspartic acid
g
2.764
3
0.000
Glutamic acid
g
5.699
3
0.000
Glycine
g
1.663
3
0.000
Serine
g
1.508
3
0.000
Amino acids
SKRIPSI
EFEKTIFITAS PEMBERIAN EKSTRAK ...
GUSTI CITRA PUTRA
ADLN – PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
16
Studi mengatakan bahwa protein dalam biji semangka dapat dicerna dengan baik. Biji semangka memiliki kandungan mineral dalam jumlah yang tinggi dan memiliki kemampuan fungsional yang baik. Biji semangka memiliki komposisi asam amino, yakni arginin dalam jumlah yang cukup tinggi, sehingga biji semangka memiliki potensi medis yang cukup tinggi (Lakshmi & Kaul, 2011).
2.3
ARGININ Arginin termasuk dalam kelompok dasar asam amino bersama dengan
histidin dan lisin (Garrett & Grisham, 2012). Arginin merupakan asam amino semi-esensial yang dibutuhkan dalam proses pertumbuhan maksimal, stress berat, dan luka. Arginin memiliki berbagai pengaruh terhadap tubuh, termasuk modulasi terhadap sistem imun, penyembuhan luka, sekresi hormon, tonus vaskuler, dan fungsi endotel. Arginin juga merupakan precursor dari prolin, sehingga kadar arginin yang cukup diperlukan untuk membantu proses deposisi kolagen, angiogenesis, dan kontraksi luka. Arginin dapat meningkatkan sistem imun, dan menstimulasi penyembuhan luka pada individu yang sehat ataupun sakit. Pada kondisi stress psikologis, kebutuhan metabolisme arginin meningkat, sehingga pemberian arginin pada terapi penyembuhan luka menunjukkan hasil yang lebih baik (Guo & DiPietro, 2010).
Gambar 2.4 Susunan kimiawi L-arginin (Garret & Grisham, 2012).
SKRIPSI
EFEKTIFITAS PEMBERIAN EKSTRAK ...
GUSTI CITRA PUTRA
ADLN – PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
17
L-arginin
(2-amino-5-guanidinovaleric
acid)
(selanjutnya
disingkat
arginin) merupakan asam amino dasar yang terdapat dalam cairan fisiologis tubuh (Cynober, 2004; Wu et al., 2009). Arginin banyak terdapat dalam seafood, jus semangka, kacang-kacangan, biji, alga, daging, konsentrat protein nasi, dan isolasi protein kedelai, tetapi rendah dalam susu dari sebagian besar mamalia (seperti sapi, manusia dan kambing). Survei yang dilakukan oleh National Health and Nutrition Examination menunjukkan bahwa konsumsi harian orang dewasa di US sebesar 4,4 g/hari, dan sebanyak 25% dari seluruh orang mengkonsumsi dalam jumlah <2,6 g/hari, yang merupakan konsumsi arginin dibawah kadar optimal (Wu et al., 2009). Arginin akan meregulasi sintesis nitrit oksida (NO), produksi antibodi sel B, ekspreksi reseptor sel T dan perkembangan sel B, sehingga arginin memiliki peranan penting dalam sistem imun bawaan (innate immunity) dan sistem imun yang didapat (acquired immunity). Arginin merupakan precursor dalam sintesis NO yang dilakukan oleh nitrit oksida sintase (Nitric Oxide Synthase/ NOS). NO merupakan molekul pengirim sinyal terhadap setiap jenis sel yang meregulasi jalur metabolisme, sehingga perlu dilakukan penelitian terhadap nutrisi arginin. Kekurangan arginin dalam diet akan menyebabkan gangguan sintesis NO pada mamalia (Wu et al., 2009; Lewis & Langkamp-Henken, 2000). Studi yang dilakukan oleh Witte dan Barbul (2008) menunjukkan bahwa pemberian suplemen arginin akan meningkatkan jumlah hidroksiprolin dan tensile strength pada jaringan luka melalui mekanisme prolin-dependen. Studi lain oleh Arana dkk. (2004) menunjukkan bahwa pemberian arginin secara subkutan akan
SKRIPSI
EFEKTIFITAS PEMBERIAN EKSTRAK ...
GUSTI CITRA PUTRA
ADLN – PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
18
meningkatkan kualitas penyembuhan luka, yang mana proses penyembuhan luka ini melibatkan peningkatan sintesis prolin dan poliamin, serta terjadi peningkatan NO pada aliran darah dan suplai nutrisi. Penelitian yang dilakukan oleh William dkk. (2002) menunjukkan bahwa pemberian suplemen asam amino campuran arginin dan glutamin pada manusia tidak menunjukkan efek samping baik pada fungsi liver dan fungsi ginjal. Pemberian suplai arginin digunakan untuk mempertahankan keseimbangan nitrogen dan meningkatkan penyembuhan luka pada pasien dengan kerusakan jaringan (Wu et al., 2009; Gould, Naidoo & Candy, 2008; Williams, Abumrad, & Barbul, 2002).
2.3.1 METABOLISME ARGININ Produksi arginin pada mamalia memerlukan sitrulin yang dapat disintesa dari
glutamine,
glutamat
dan
prolin
di
dalam
mitokondria.
Enzim
argininosuccinate synthase merupakan enzim yang bertugas untuk mengkatalisis kondensasi sitrulin dan aspartat untuk membentuk argininosuccinate yang merupakan precursor untuk membentuk arginin (Wu et al., 2009; Haines, Pendleton & Eichler, 2011). Studi oleh Wu dkk. (2007), mengatakan bahwa arginin memiliki waktu paruh selama ±1 jam pada babi dewasa. Setelah arginin tiba di dalam sel, akan terjadi serangkaian proses degradasi arginin untuk menghasilkan NO, ornitin, urea, poliamin, prolin, glutamat, keratin, dan/atau agmantine. Jalur ini diinisiasi oleh arginase, 3 jenis isoform Nitric Oxide Synthase (NOS), Arg: glycine amidinotransferasi, dan Arg decarboxylase (Cynober, 2004; Wu et al., 2009).
SKRIPSI
EFEKTIFITAS PEMBERIAN EKSTRAK ...
GUSTI CITRA PUTRA
ADLN – PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
19
Pada mamalia, jalur arginase secara kuantitatif merupakan komponen penting dalam katabolisme arginin. Arginase tipe I diekspresikan dalam jumlah berlebih dalam hepatosit, sedangkan pada sel endotel, makrofag, dan sel darah merah (pada primata) arginase tipe I diproduksi dalam jumlah yang terbatas. Arginase tipe II diproduksi di berbagai tempat dalam jumlah yang relatif rendah di dalam mitokondria sel ekstra-hepatik (termasuk neuronal, renal, vaskuler, dan sel otot) dan berfungsi untuk regulasi sintesis NO, prolin, dan poliamin. Arginase tipe I dan tipe II dikode oleh 2 jenis gen yang berbeda, serta memiliki sifat biokimia dan imunologi yang berbeda. Beberapa studi menunjukkan bahwa aktifitas arginin merupakan faktor pembatas sintesis poliamin dan proliferasi dari sel endotel dan sel makrofag. Arginase yang dilepaskan dari sel dan jaringan, terdapat dalam cairan ekstraseluler untuk menghidrolisa arginin menjadi ornitin dan urea. Pada kondisi terjadi inflamasi dan luka (terutama kerusakan liver), terjadi aktifitas arginase yang tinggi pada plasma sehingga menyebabkan defisiensi arginin berat (Wu et al., 2009; Mori, 2007). Terdapat 3 isoform nitrit oksida sintase (NOS), yakni NOS1, NOS2, dan NOS3. Isoform NOS1 ditemukan di jaringan neuronal, isoform NOS2 ditemukan dapat diinduksi pada keadaan tertentu pada makrofag, dan isoform NOS3 ditemukan pada jaringan endotel. NOS1 dan NOS3 merupakan enzim Ca2+dependent dan diproduksi secara konstitutif. NOS2 tidak dependen terhadap Ca2+, diekpresikan dalam jumlah berlebih sebagai respon terhadap kondisi imunologis tubuh (Cynober, 2004; Zhou & Zhu, 2009; Wu et al., 2009). Isoform NOS terdapat dalam membran plasma sitoplasma, nucleus, reticulum endoplasma kasar, dan mitokondria, tergantung dari isoform dan jenis selnya. Isoform NOS dikode
SKRIPSI
EFEKTIFITAS PEMBERIAN EKSTRAK ...
GUSTI CITRA PUTRA
ADLN – PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
20
oleh 3 jenis gen yang berbeda, memiliki kesamaan homolog susunan nukleotida sebesar 51 – 57%, dan memerlukan arginin, O2, (6R)–5,6,7,8–tetrahydrobiopterin (BH4), NADPH, calmodulin, FMN, dan FAD untuk sintesis NO. Arginin, BH4, dan heme meningkatkan dan menstabilkan aktifitas dari setiap jenis isoform NOS (Cynober, 2004; Wu et al., 2009). Arginase dan NOS merupakan kompetitor untuk arginin, sehingga perubahan relatif pada aktifitas enzimatik menjadi penentu produksi NO dan poliamin pada berbagai jenis sel. Peningkatan aktifitas arginase akan menurunkan sintesis NO, sehingga terjadi mekanisme yang mempengaruhi sistem imun. Peningkatan konsentrasi arginin dari 0,05 mM menjadi 10 mM akan meningkatkan produksi NO oleh sel endotel dan makrofag yang aktif. Degradasi arginin yang komplek terjadi pada tingkat sel, jaringan dan seluruh tubuh, sehingga pemberian suplemen arginin dapat digunakan untuk menjaga kesehatan dan fungsi tubuh, baik pada kondisi fisiologis dan patologis (Wu et al., 2009). Penelitian oleh Venkatakrishnan dkk. (2010) menunjukkan hasil bahwa reaksi NOS bekerja lebih cepat dibanding reaksi dengan menggunakan enzim arginase dikarenakan adanya peningkatan afinitas NOS (Km = 2-10 µM) terhadap Larginin pada fase awal penyembuhan luka (Venkatakrishnan et al., 2010). Sitokin (seperti interleukin-4 dan interferon-γ), jenis stimulan inflamasi lainnya (seperti lipopolisakarida), dan cAMP dapat menstimulasi ekspresi arginase I, arginase II, dan ornitin dekarboksilase pada berbagai jenis sel. Sitokin inflamasi dan endotoksin dapat menginduksi ekspresi NOS2 dan GTP siklohidrolase I (enzim pengontrol sintesa BH4 de novo) pada hampir seluruh
SKRIPSI
EFEKTIFITAS PEMBERIAN EKSTRAK ...
GUSTI CITRA PUTRA
ADLN – PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
21
jenis sel. Konsentrasi arginin dalam plasma akan menurun secara signifikan sebagai respon terhadap infeksi atau inflamasi. (Wu et al., 2009). Dalam siklus urea, terdapat pula asam amino lain yang merupakan precursor arginin, yakni sitrulin. Sitrulin dapat menggantikan kadar arginin yang rendah pada beberapa spesies yang memerlukan arginin untuk pertumbuhan yang optimal. Sitrulin yang diperoleh dari diet dapat meningkatkan kadar arginin dalam plasma pada hewan yang memiliki usus yang pendek. Sitrulin tidak memiliki efek biologis maupun farmakologis seperti arginin, sehingga sitrulin tidak akan berpengaruh secara langsung terhadap penyembuhan luka maupun sintesis kolagen (Barbul, 2008).
Gambar 2.5 Metabolisme arginin (Gould, Naidoo & Candy, 2008).
2.4 NITRIT OKSIDA Nitrit oksida (NO) merupakan gas radikal bebas yang mudah berdifusi dan mempengaruhi berbagai fungsi biologis (Venkatakrishnan et al., 2009). NO merupakan molekul sinyal yang tersebar luas dalam setiap fungsi dan seluler organ dalam tubuh. NO merupakan molekul yang sangat reaktif, sehingga sulit
SKRIPSI
EFEKTIFITAS PEMBERIAN EKSTRAK ...
GUSTI CITRA PUTRA
ADLN – PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
22
untuk melakukan pengukuran secara langsung. NO diproduksi di berbagai lokasi dalam tubuh. Produksi NO melibatkan berbagai jenis isoform enzim dan jalur non-enzimatik (Luiking, Engelen & Deutz, 2010). Berikut merupakan struktur titik dari nitrit oksida: (Ignarro, 2000)
NO merupakan molekul utama yang berkaitan dengan berbagai fungsi biologis di seluruh tubuh. Pada vaskularisasi, NO akan meregulasi tonus vaskuler dan aliran darah, sehingga NO merupakan vasodilator. NO juga merupakan faktor esensial dalam adesi leukosit, agregasi platelet, konsumsi glukosa dan NO dapat mengendalikan konsumsi oksigen mitokondria. Kelainan pada produksi dan transpor NO pada vaskuler berakibat pada disfungsi endotel dengan berbagai kelainan patologis kardiovaskuler seperti hipertensi, arteriosklerosis, dan kelainan angiogenesis (Luiking, Engelen & Deutz, 2010; Habib & Ali, 2011; BishopBailey et al., 1997; Melikian et al., 2009; Baker et al., 2009; Dranka, Hill, & Darley-Usmar, 2010; Joshi et al., 2007). NO memiliki peranan besar dalam proses fisiologis dan patofisiologis, termasuk penyembuhan luka. NO memiliki fungsi perbaikan jaringan yang sangat luas, termasuk diantaranya terkait dengan angiogenesis, inflamasi, proliferasi sel, deposisi matriks, remodeling serta mediasi terhadap apoptosis (Gould, Naidoo & Candy, 2008; Baker et al., 2009). Pada dosis rendah, NO memiliki kemampuan untuk melindungi sel, tetapi pada dosis yang lebih tinggi, NO bersifat sitotoksik, yang dapat meningkatkan angiogenesis dan progresi daripada tumor (Habib & Ali, 2011; Gallo et al., 2002).
SKRIPSI
EFEKTIFITAS PEMBERIAN EKSTRAK ...
GUSTI CITRA PUTRA
ADLN – PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
23
Produksi NO tergantung dari keberadaan arginin dan aktifitas enzim NOS. Aktifitas berbagai isoform enzim NOS dapat dipengaruhi oleh konsentrasi protein dan kofaktor NOS (seperti BH4, NADPH, Ca2+), dan oleh ekspresi serta kondisi dari NOS itu sendiri. Pada jalur pembentukan NO non-enzimatik, faktor-faktor yang berpengaruh adalah pH, tekanan oksigen, nitrit dan konsentrasi substrat reduksi (Luiking, Engelen & Deutz, 2010).
2.5
NITRIT OKSIDA SINTASE (NITRIC OXIDE SYNTHASE/NOS) NO secara endogen diproduksi dalam jumlah besar melalui jalur enzimatik,
tetapi juga terdapat jalur non-enzimatik. Pembentukan NO melalui jalur enzimatik dikatalisis oleh NO synthase (NOS) melalui serangkaian reaksi redoks yang disertai dengan keberadaan oksigen dan NADPH. Rangkaian redoks ini akan mendegradasi L-arginin menjadi L-ornithin dan NO. Terdapat 3 isoform NOS yang telah dikenali, yakni neuronal NOS (nNOS atau NOS1), inducible NOS (iNOS atau NOS2), endotelial NOS (eNOS atau NOS3). NOS1 dan NOS3 merupakan enzim konstitutif yang dikendalikan oleh keberadaan calmodulin Ca2+ intraseluler, sedangkan NOS2 diinduksi melalui mekanisme transkripsi gen, Ca2+ independent, dan diekspresikan oleh makrofag dan jaringan lain dalam proses inflamasi (Luiking, Engelen & Deutz, 2010; Gould, Naidoo & Candy, 2008). Calmodulin (CaM) merupakan protein pertama yang diketahui berinteraksi dengan NOS dan diperlukan untuk aktifitas enzimatik dari ketiga jenis isoform. Sintesis NO yang bersifat Ca2+-dependen membedakan isoform NOS, yang mana kebutuhan nNOS dan eNOS terhadap Ca2+ jauh lebih tinggi dibanding iNOS (Alderton, Cooper & Knowles, 2001).
SKRIPSI
EFEKTIFITAS PEMBERIAN EKSTRAK ...
GUSTI CITRA PUTRA
ADLN – PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
24
2.5.1 INDUCIBLE NITRIC OXIDE SYNTHASE Cytokine-inducible nitric oxide synthase atau inducible nitric oxide synthase atau biasa disingkat iNOS merupakan NOS tipe 2 yang diinduksi oleh stimulan inflamasi seperti sitokin atau lipopolisakarida dari bakteri. iNOS diinduksi oleh sitokin pada hampir seluruh jenis sel dan menghasilkan NO dalam jumlah tinggi dalam waktu yang cukup lama. Ekspresi iNOS dapat terjadi di berbagai jenis sel tubuh (Habib & Ali, 2011). Pada saat terjadi rangsangan akan terdapat jeda selama 6 hingga 8 jam sebelum produksi NO oleh iNOS agar proses transkripsi dan sintesis protein secara de novo dapat berlangsung. iNOS yang telah aktif akan bekerja selama beberapa jam hingga hari dan memproduksi 1000 kali jumlah NO yang lebih besar dari jenis NOS yang lainnya (Cynober, 2004; Habib & Ali, 2011). Tabel 2.3 Sel dan jaringan manusia yang mengekspresikan iNOS (Ignarro, 2000)
Sel Primer
SKRIPSI
Sel Kanker
Cell line
Astrocytes
Monocytes
Breast
A-172 glioblastoma
Chondrocytes
Neurons
Colon
AKN-1 liver epitel
Cardiac myocytes
Neutrophils
Melanoma
A549 lung epitel
Eosinophils
Osteoblasts
Squamous cell
B cell lymphoma
Endometrium
Osteoclasts
Uterine
CaCO-2 adenocarcinoma
Fibroblass
Pancreatic ductal cells
Lung
DLD-1 adenocarcinoma
Hepatocytes
Placental trophoblasts
MG 63 osteosarcoma
Islet cells
Platelets
Neuroblastoma NB-39-nu
Lipocytes
Retinal epitel
SW480 colon carcinoma
Keratinocytes
Sertoli cells
SW620 colon carcinoma
Kupffer cells
Skeletal muscle
Lung epitel
Vascular endotelial cells
Macrophages
Vascular smooth muscle
EFEKTIFITAS PEMBERIAN EKSTRAK ...
GUSTI CITRA PUTRA
ADLN – PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
25
NO yang diproduksi oleh iNOS memiliki fungsi antimikroba, dan kemampuan untuk menghambat pertumbuhan virus dan bakteri, sehingga NO memiliki efek protektif terhadap mikroba. Pada pembuluh darah NO merupakan vasodilator poten dan antikoagulan yang meminimalkan iskemia organ. serta efek antiapoptosis terhadap kerusakan hati (Ignarro, 2000). Produksi NO yang berlebihan pada sel otot polos dan sel endotel dapat menyebabkan vasodilatasi hebat dan menyebabkan hipotensi. Pada pasien penderita juvenile diabetes, asma, artritis, dan nefritis yang berhubungan dengan sistem
imun,
NO
bersifat
sitotoksik.
Ekspresi
iNOS
pada
penyakit
neurodegeneratif menunjukkan bahwa NO berperan dalam patogenesa multiple sclerosis dan penyakit demielinisasi pada sistem saraf pusat lainnya. NO hasil produksi iNOS juga dapat menyebabkan kerusakan DNA dan bersifat mutagenik dan seringkali ditemukan pada berbagai jenis kanker (Ignarro, 2000; Ceshire et al., 2011). Inhibisi iNOS dilakukan pada tahap lanjut dari fase penyembuhan luka. iNOS yang memproduksi NO dapat diproduksi di keratinosit, sel inflamasi, fibroblas, epitel kelenjar sebasea, sel endotel, otot, dan makrofag yang aktivasinya dilakukan oleh sitokin, mediator inflamasi, sitokin, dan kondisi hipoksia (Cynober, 2004; Gould, Naidoo & Candy, 2008). Produksi NO yang terkait dengan faktor-faktor tersebut dapat dibatasi oleh kofaktor dan keberadaan arginin (Gould, Naidoo & Candy, 2008). Jalur degradasi iNOS dan arginase terjadi pada waktu yang berbeda saat proses penyembuhan luka. Cairan luka yang dikumpulkan dengan menggunakan spons polyvinyl alcohol menunjukkan bahwa iNOS merupakan enzim yang
SKRIPSI
EFEKTIFITAS PEMBERIAN EKSTRAK ...
GUSTI CITRA PUTRA
ADLN – PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
26
predominan pada 3 hari pertama paska terjadinya luka, sedangkan enzim arginase mendominasi pada saat penyembuhan luka pada fase berikutnya. Hal ini dipengaruhi oleh molekul dan metabolit efektor regulator yang mungkin mengaktivasi salah satu jalur dan memiliki pengaruh antagonis terhadap jalur degradasi lainnya. Studi yang dilakukan oleh Shearer dkk. (2001), menunjukkan bahwa interferon-γ (IFN-γ) dan lipopolisakarida (LPS) bakteri akan meningkatkan aktifitas iNOS dan hasil produksi dari jalur degradasi iNOS (NO dan sitrulin) akan menghambat aktifitas arginase. Studi lain juga menunjukkan bahwa IFN-γ dan LPS akan meningkatkan produksi NO dengan cara meningkatkan ekspresi iNOS. Pada saat yang sama, transforming growth factor-β1 (TGF- β1) akan menurunkan efek dari iNOS, sehingga akan terjadi peningkatan urea, ornitin dan metabolit lain pada jalur arginase. Urea dari jalur arginase akan menurunkan aktifitas iNOS dengan bekerja pada saat post-transkripsi, sedangkan hidroksi-Larginin (metabolit intermedia pada produksi NO) dan nitrit/nitrat (produk stabil dari dekomposisi NO) akan menurunkan aktifitas arginase. Molekul lain seperti IL-4, IL-10, dan PGE2 akan menurunkan aktifitas iNOS dan meningkatkan aktifitas arginase (Gould, Naidoo & Candy, 2008).
2.6
ARGININ DAN INDUCIBLE NITRIC OXIDE SYNTHASE Inducible nitrit oxide synthase (iNOS) dapat mengekspresikan nitrit oksida
(NO) yang merupakan molekul efektor penting dalam respon pertahanan tubuh terhadap pathogen dikarenakan nitrit oksida memiliki kemampuan anti-mikrobial. Penelitian oleh Wu dkk. (1999) menunjukkan bahwa ekspresi iNOS yang diinduksi oleh lipopolisakarida terjadi paling tinggi di makrofag dan pada saat
SKRIPSI
EFEKTIFITAS PEMBERIAN EKSTRAK ...
GUSTI CITRA PUTRA
ADLN – PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
27
terjadi induksi oleh lipopolisakarida, enzim nitrit oksida sintase konstitutif lainnya tidak mengalami perubahan yang signifikan (Wu et al., 1999).
2.7
INDUCIBLE NITRIC OXIDE SYNTHASE DAN PENYEMBUHAN LUKA Proses inflamasi dimediasi oleh berbagai mekanisme molekuler. Salah satu
mekanisme yang paling umum adalah produksi nitrit okside (NO) oleh inducible nitric oxide synthase (iNOS). Studi
yang
dilakukan
oleh
Salvemeni
dkk.
menunjukkan adanya hubungan antara NO pada fase inflamasi dengan peningkatan mediator inflamasi. Peningkatan aktifitas iNOS selama 24 jam paska terjadinya luka akan meningkatkan kadar NO pada luka subkutan. Stimulan iNOS seperti bradikinin dan lipopolisakarida (LPS) + interferon-γ (IFN-γ), merupakan 2 komponen
endotoksin
yang memiliki
kemampuan
untuk
meningkatkan
pembentukan prostaglandin. Hal ini juga ditunjukkan oleh pemberian inhibitor NOS dapat mencegah pembentukan prostaglandin, sehingga terdapat hubungan antara iNOS dan produksi NO serta produksi prostaglandin (Kim, Huri & Snyder, 2005). Tabel 2.4 Aktifitas molekul dalam fase penyembuhan luka (Gould, Naidoo & Candy, 2008). Fase
Homeostasis
Inflamasi
Proliferasi
Remodeling
Molekul iNOS
↑
↑↑
-
Data terbatas
NO
↑
↑↑
↑
-
Arginase
-
-
↑↑
-
Pada kondisi pembuluh darah yang normal, produksi NO dan PGI2 banyak terdapat pada endothelium dan diproduksi oleh isoform konstitusi dari NOS (nNOS & eNOS) dan oleh enzim cyclo-oxygenase 1 (COX-1). Pada kondisi
SKRIPSI
EFEKTIFITAS PEMBERIAN EKSTRAK ...
GUSTI CITRA PUTRA
ADLN – PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
28
tertentu, seperti pada saat terpapar oleh lipopolisakarida pada bakteri, otot halus pembuluh darah juga dapat memproduksi NO dan PGI2 melalui jalur iNOS dan juga produksi dari cyclo-oxygenase 2 (COX-2). Induksi dari iNOS dan COX-2 secara in vivo diasosikan dengan respon tubuh seperti, hipotensi, ekstravasasi plasma dan rasa nyeri. Pada kondisi tertentu, induksi iNOS dan/atau COX-2 akan menyebabkan lepasnya mediator anti-inflamasi, sedangkan induksi lokal dari COX-2 pada pembuluh darah yang rusak dapat menggambarkan mekanisme pertahanan tubuh untuk mengkompensasi disfungsi endotel (Bishop-Bailey et al., 1997). Penelitian oleh Perkins dan Kniss (1999) menunjukkan bahwa penurunan aktifitas jalur iNOS akan menurunkan sintesis kolagen dan menyebabkan gangguan penyembuhan jaringan. Penelitian
oleh Shaffer dkk. (1996)
menunjukkan bahwa inhibisi iNOS pada mencit akan menurunkan konsentrasi kolagen pada cairan luka, sehingga pemberian suplemen arginin akan meningkatkan produksi kolagen di jaringan luka (Gould, Naidoo & Candy, 2008).
2.8
MARMUT Marmut (guinea pig) telah lama dikaitkan dengan manusia baik dari segi
spiritual maupun sebagai sumber makanan, hewan peliharaan dan hewan laboratoris. Pembagian taksonomi oleh Tate dibagi menjadi 11 spesies, oleh Cabrera (1961) dibagi menjadi 7 spesies, dan oleh Huckinghaus (1961) dibagi menjadi 3 spesies (Dunnum, 2010). Marmut berasal dari dataran tinggi di Amerika Selatan dan dahulu berasal dari Cavia aperea porcellus (Kaliste, 2007). Cavia aperea porcellus memiliki berbagai nama sinonim seperti Cavia cobaya,
SKRIPSI
EFEKTIFITAS PEMBERIAN EKSTRAK ...
GUSTI CITRA PUTRA
ADLN – PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
29
Cavia porcellus, Cavia cobya, Cavia anolaime, Cavia cutleri, Cavia leucopyga, Cavia longipilis, Mus porcellus dan Cavia porcellus (C. Linnaeus, 1758) (UniProt, 2012; Wilson & Reeder, 2005; Universal Taxonomic Services, 2012). Klasifikasi marmut adalah sebagai berikut (Anonymous, 2012): Kingdom: Animalia Phylum: Chordata Class: Mamalia Ordo: Rodentia (gigi insisi yang besar dan tumbuh terus-menerus) Suborder: Hystricomorpha Famili: Caviidae (hewan pengerat yang tidak memiliki ekor) Subfamili: Caviinae Genus: Cavia Spesies: Cavia porcellus Marmut yang baru lahir tampak seperti marmut dewasa dengan ukuran yang lebih kecil dengan bulu yang tebal, mata terbuka lebar dan gigi yang telah tumbuh sempurna. Marmut yang baru lahir sudah dapat memakan makanan padat dan minum air, tetapi tetap minum susu selama 2 hingga 3 minggu. Marmut muda jantan mencapai maturitas pada usia 2 hingga 3 bulan (berat badan 500 gram), sementara marmut muda betina mencapai maturitas pada usia kurang dari 1 bulan (berat badan sekitar 300 gram) (Kaliste, 2007). Marmut telah tumbuh sempurna pada usia 8 hingga 12 bulan dan jika dirawat dalam laboratorium, marmut dapat bertahan hingga 4 tahun dan mencapai berat badan 1 kg serta panjang badan hingga 30 cm. Marmut yang sehat memiliki ciri-ciri fisik bulu halus dan tidak keriting, cakar pendek, mata jernih dan
SKRIPSI
EFEKTIFITAS PEMBERIAN EKSTRAK ...
GUSTI CITRA PUTRA
ADLN – PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
30
transparan, hidung & daerah anal bersih, makan dan minum secara normal, serta berkomunikasi dengan berdecit (Carroll, 2005; Kaliste, 2007). Marmut tidak memiliki siklus pagi-malam, tetapi mereka memiliki karakteristik berupa ritme ultradian yang menyebabkan mereka hanya memerlukan istirahat selama 2-3 jam sehari. Marmut tidak perlu mandi dan dapat tetap bersih, tetapi marmut dapat dibersihkan menggunakan kain lap basah atau jika diperlukan dapat digunakan sikat yang lembut (Kaliste, 2007). Makanan marmut dapat berupa rumput, buah-buahan atau sayuran yang dapat diberikan setiap hari sebanyak 2 kali, yakni 30% hingga 40% pada pagi hari dan 60% hingga 70% pada siang hari (Carroll, 2005; Numbela & Valencia, 2003). Makanan yang tidak dimakan dalam waktu 24 jam sebaiknya dibuang (Carroll, 2005). Makanan untuk marmut harus disimpan pada kondisi yang kering dan tidak panas, serta terlindung dari kontaminasi. Makanan tersebut harus tersedia secara ad libitum. Marmut harus diberi makan setiap hari pada waktu tertentu. Akses terhadap makanan harus mudah untuk seluruh marmut. Makanan untuk marmut harus mengandung vitamin yang cukup dan marmut juga sebaiknya diberi jerami beberapa kali seminggu, karena jerami tidak hanya dapat menjadi makanan untuk marmut, tetapi juga dapat menjadi mainan daripada marmut tersebut. Marmut juga harus dibiasakan untuk mengikis giginya agar tidak terjadi pertumbuhan insisi yang berlebihan dengan menggunakan pellet makanan yang keras, wortel, atau ranting kayu (Kaliste, 2007). Marmut juga memerlukan air minum dalam jumlah yang cukup, yakni 80 cc/hari untuk marmut yang sedang bertumbuh dan diletakkan pada wadah dari tanah atau plastik yang bebas dari kontaminasi. Pemberian air minum sebaiknya dilakukan pada pagi hari atau pada saat
SKRIPSI
EFEKTIFITAS PEMBERIAN EKSTRAK ...
GUSTI CITRA PUTRA
ADLN – PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
31
menjelang siang atau pada saat pemberian makanan, tetapi sebaiknya air minum untuk marmut selalu tersedia (Numbela & Valencia, 2003). Tempat tidur untuk marmut harus kering dan dapat menyerap cairan serta bebas dari residu toksik, vermin, dan material infektif lainnya. Tempat tidur marmut juga harus diganti 1 minggu sekali dan dijaga kebersihannya dari debu. Kelembaban ruangan harus berkisar antara 50% hingga 60% dan memiliki temperature optimal 18 hingga 22 ºC. Luas kandang marmut harus lebih besar dari 2500 cm2 untuk setiap marmut dan memiliki tinggi lebih dari 30 cm agar individu tersebut memikiki ruangan yang cukup (Kaliste, 2007).
2.9
IMUNOHISTOKIMIA Pewarnaan imunohistokimia pada dasarnya ada 2 macam, yakni secara
direk, yakni menggunakan antibody monoklonal yang dilabel enzim, dan secara indirek, menggunakan antibodi monoklonal yang tidak dilabel enzim (disebut antibodi primer) ditambah dengan anti immunoglobulin yang dilabel enzim (disebut antibodi sekunder). Pemberian label pada anti immunoglobulin dapat dilakukan secara langsung dan secara tidak langsung dengan menggunakan bahan kombinasi seperti biotin-streptavidin atau biotin-avidin (Sudiana, 2005). Prinsip dari metode imunohistokimia adalah perpaduan antara reaksi imunologi dan kimiawi, yakni reaksi imunologi antara antigen dan antibodi, dan reaksi kimiawi antara enzim dan substrat. Reaksi imunohistokimia bersifat spesifik karena bahan yang dideteksi akan direaksikan dengan antibodi spesifik yang dilabel dengan suatu enzim. Untuk menandai adanya suatu reaksi enzimatik
SKRIPSI
EFEKTIFITAS PEMBERIAN EKSTRAK ...
GUSTI CITRA PUTRA
ADLN – PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
32
maka digunakan indikator warna (kromogen), yakni DAB (3,3 diaminobenzidine) yang berwarna coklat (Sudiana, 2005). Spesifitas reaksi imunohistokimia dipengaruhi oleh jenis antibodi yang digunakan. Antibodi poliklonal adalah campuran antibodi dari klon-klon limfositB yang memiliki isotipe dan idiotipe yang berbeda karena sensitisasi antigen secara berulang. Idiotipe adalah bagian antibodi yang menentukan spesifitas (antigen binding surface), sedangkan isotipe adalah bagian antibodi yang menentukan kelas-sub kelas antibodi maupun tipe-subtipe dari suatu antibodi. Antibodi monoklonal adalah antibodi dengan idiotipe dan isotipe yang sama, sehingga dapat dikatakan antibody monoklonal memiliki antigen binding surface yang sama, kelas-subkelas, maupun tipe-subtipe yang sama (Sudiana, 2005). Produksi antibodi monoklonal dapat dilakukan dengan metode hibridoma, yakni suatu sel yang diperoleh dari hasil fusi antara sel myeloma (plasma malignant) dengan limfosit-B yang disensitisasi antigen, sehingga sel hibridoma dapat menyandi antibodi, dan hidup secara immortal (Sudiana, 2005).
SKRIPSI
EFEKTIFITAS PEMBERIAN EKSTRAK ...
GUSTI CITRA PUTRA