18 BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Sistem
imun
diperlukan
tubuh
untuk
mempertahankan
keutuhannya
terhadapbahaya yang akan ditimbulkan berbagai bahan dalam lingkungan hidup.Mekanisme imunitas alami merupakan mekanisme fisiologik, imunitas nonspesifik berupa komponen normal tubuh yang selalu ditemukan pada individusehat, dan siap mencegah mikroba masuk kedalam tubuh dan dengan cepat menyingkirkanmikroba tersebut (Baratawidjaja, 2006). Pada infeksi malaria, sistem imun terpajan terhadap berbagai stadium parasit dan menstimulasi baik mekanisme imun humoral maupun seluler.Pertahanan inang yang bekerja langsung atau secara tidak langsungpadareplikasi parasitdapat merusak atau membunuh sel yang terinfeksi(Malaguarnera &Musumeci, 2002).Imunitas terhadap infeksi malaria sangat kompleks, yaitu melibatkan imunitas humoral yang diperantarai oleh antibodi
spesifik dan imunitas seluler
yang diperankan oleh komponen seluler dari sistem imun tubuh(Perlmann & Marita, 2002). Plasmodium
falciparum
merupakan
penyebab
malariapaling
berbahayadibandingkan Plasmodium lainsepertiP. vivax, P. malariae, dan P. ovale,karena menyebabkan angka kesakitan dan kematian yang tinggi(Harijantoet al.,2009;
Depkes,
komplikasipada
2003).Infeksi beberapa
P.
organ
falciparum misalnyaotak,
sering
menyebabkan
paru,
ginjaldan
peritonium(Armiyanti et al., 2007). Dalam
tubuh
inang
(manusia)
P.
falciparummengalami
dua
fase
perkembangan yaitu faseeksoeritrositik(hepar) dan faseeritrositik. Perkembangan
19 P.falciparum
pada
fase
eksoeritrositik(hepar)saat
terjadi
infeksi,antigen
parasitmemicu aktivasi limfositT (seluler)sebagai pengendali utama sistem kekebalan
tubuhmengaktifkansel
sitotoksik(CD8+)(Baratawidjaja,2006).
T
helper(CD4+)
dan
Sel
T
SelThelper(CD4+)mengaktifkanTh-
1mensekresi sitokin proinflamasi(TNF-α,TNF-β,IL-1, IL-8, IL-12, dan IFN-γ) mengaktifkan imun seluler, serta Th-2mensekresi sitokin anti-inflamasi (IL-4,IL5, IL-6, IL-10) mengaktifkan imun humoral.Sel T sitotoksik(CD8+)akan mengenali dan mengeliminasi parasit pada stadiumpre-eritrositik atau disebut juga fasehepatositik, dengan bantuan molekul MHC/HLA kelas I. Molekul MHC/HLA kelas I akan berikatan dengan antigen parasit pada permukaan sel(Abbas et al., 1994). Sel T yang teraktivasi baik melalui imunisasi maupun terpacu oleh parasit malaria akan mensekresi limfokin. Substansi limfokin tersebut akan mengaktivasi sel-sel efektor, seperti makrofag. Makrofag sebagai sel pertahanan dapat melakukan aktivitasnya dengan berbagai cara seperti fagositosis dan destruksi mikroorganisme. Makrofag sebagaisel penyaji antigen, mensekresi enzim dan substansi biologis yang lain,serta mengontrol pertumbuhan sel tumor (Supargiyono, 2005). PerkembanganP.falciparum di dalam sel darah merah fase eritrositik,akan mengekspresikan protein P. falciparumErythrocyte Membrane-1
(Pf-
EMP-1) dan berbagai jenis protein lainnya HRP-1, Pf-EMP-2 (MESA) yang terpusat pada knobs yang berasal dari parasit dan permukaan sel darah merah terinfeksi parasit. Protein Pf-EMP-1 merupakan antigen yang terekspresi dalam berbagai tipe, sebagai suatu cara bagi parasit untuk tetap bisa melekat (adhesi)pada permukaan sel endotel pembuluh darah sebagai reseptornya, yaitu CD 36,CD31, ICAM-1, ELAM-1 (E-selektin), VCAM-1, trombospondin, asam
20 hialuronat, chondroitin sulfat (CSA).Ikatan antaraPf-EMP-1 dengan molekul adhesi, menyebabkan eritrosit yang terinfeksi melekat pada kapiler organ-organ tubuh, yang dapat menimbulkan gangguan aliran darah lokal. Gangguan sirkulasi yang berat akan menyebabkan iskemia dan hipoksia, dengan hasil akhir kegagalan organ. Sifat inilah yang menjadikan Pf-EMP-1sebagai protein virulens dan berperan penting dalam patogenesis malaria(Harijanto, 2009). Pada fase eritrositik, eritrosit terinfeksi parasit yang pecah sewaktu proses skizogoni mengeluarkan berbagai toksin seperti glycosylphospatidylinositols (GPI), hemazosin, atau mungkin antigen parasit lain seperti MSP-1, MSP-2,RAP1(Wijayanti et al., 1997). Toksin tersebut akan memicumakrofag dan limfosit T helper-1, menghasilkan berbagai sitokin proinflamasi (TNF-α, IL-1, IL-6, IL-8, IL-12, dan IFN-γ) dalam jumlah banyak, yang akan menimbulkan gangguan metabolisme sel, selanjutnya sitokin tersebut dapat memicu enzim inducible nitric oxide
synthase(iNOS),
pada
sel
endotel
vaskuler
untuk
menghasilkan
NO(Baratawidjaya, 2006). Overproduksi sitokin proinflamasi dan NOyang tinggi akan meningkatkan ekspresi molekul adhesi pada endotel, sehingga meningkatkan sitoadherens dan sekuesterisasiparasit, diduga pula dapat mengganggu fungsi sel serta fungsi organ tertentu. Pengeluaran mediator sebenarnya bertujuan untuk membunuh parasit, namun karena sifat radikal bebas yang tidak sfesifik dapat menyebabkan kerusakan pada jaringan sekitarnya termasuk apoptosis sel endotel (Armiyanti et al., 2007). Overproduksi radikal bebas pada infeksi malaria menyebabkan keadaan stres oksidatif. Hal ini ditunjukkan dengan adanya peningkatan peroksidasi lipid serum
21 pada infeksi P. falciparum, yang prosesnya melalui mekanisme peningkatan produksi ROS,dan ketersediaan peroksidan yang meningkat dalam bentuk hemoglobin dan Fe bebas sebagai akibat hemolisis. Peningkatan radikal bebas tersebut salah satunya berasal dari netrofil.Netrofil berusaha mengeliminasi parasit dengan cara fagositosis, dan melepaskan radikal bebas serta enzim-enzim proteolitik. Kemampuan fagositosis dan pengeluaran radikal bebas oleh netrofil,diinduksi adanya antibodi yang mengopsonisasi parasit dan adanya sitokin-sitokin seperti IFN-γ, TNF-α, IL-1β,
dan granulocyte macrophage-coilony stimulating
factor(GM-CSF).Dengan
adanya
keterlibatan
stres
oksidatif
di
dalam
patomekanisme malaria dengan komplikasi, maka dalam penatalaksanaan malaria tidak cukup hanya dengan pemberian obat malaria saja, namun perlu dibarengi dengan pemberian terapi adjuvant, salah satunya adalah dengan pemberian antioksidan, guna mencegah dan menghambat timbulnya komplikasi yang lebih berat(Armiyanti et al., 2007). Salah satu sumberantioksidan yang sangat potensial adalahP.conoideus Lam, atau yang lebih dikenal buah merah.Dalam kehidupan sehari-hari masyarakat Papua, buah merah ini digunakan sebagai makanan yang dikaitkan dengan upacara adat dan sebagai obat tradisional. I Made Budi (2003), dalam penelitiannya
mengungkapkan
buah
merah
mempunyai
khasiat
dalam
menyembuhkan berbagai macam penyakit, misalnya mencegah penyakit mata, cacingan, penyakit kulit, kanker, malaria dan banyak lagi jenis penyakit lainnya. Buah merah mengandung senyawa antioksidan yang sangat tinggi meliputi karotenoid (12.000 ppm), β-karoten (700 ppm), tokoferol (11.000 ppm), danαtokoferol (500 ppm). Secara umum buah merah sebagai antioksidan dapat
22 berperan dalam melawan efek radikal bebas dengan cara menghambat peroksidasi lipid, sehingga dinding eritrosit menjadi lebih kuat dan tidak mudah ruptur, dan mengurangi penyebaranPlasmodium atau menurunkan derajat parasitemia (Tjahyani & Khiong, 2010).Selain itu mengkonsumsi β-karoten 30-60mg/hari akan meningkatkan imunitas dan juga dapat meningkatkan stamina karena kandungan kalorinya yang tinggi biasanya mencapai 400 kilo kalori/100g untuk menambah energi (As adi, 2011). Plasmodium bergheimerupakan haemoprotozoajenis parasit malaria yang dapat menginfeksi dan menyebabkan malaria pada mencit. Infeksi P.berghei dapat menampilkan gejala malaria cerebral mirip dengan malaria cerebral pada manusia akibat infeksi P. falciparum. Plasmodium berghei banyak digunakan dalam penelitian pengembangan biologi parasit malaria pada manusia, karena sudah tersedianya teknologi pembiakan secarain vitro dan pemurnianpada tahapan siklus hidup, serta pengetahuan pada susunan genomnya(Sundari et al., 1997). Interferon gamma(IFN-γ)merupakan salah satu sitokin yang disekresi T helper meresponimun seluler(Th1),yang sangat berperan aktif melawaninfeksi parasitbaik pada stadium hepatosit maupun stadium eritrosit (Baratawidjaja, 2006).Interferon gamma (IFN-γ) memacu sekresi TNF-α untuk mengaktifkan fagosit dan juga meningkatkan daya bunuh netrofil(Harijanto, 2009).Pada saatterjadi infeksi parasit, Th1 mensekresi IFN-γyang merupakan salah satu sitokin proinflamasi. Kadar IFN-γyang tinggi/berlebihan dapat merusak sel endotel, bahkan dapat menguntungkan pertumbuhan parasit karena meningkatkan sitoadherens (melalui peningkatan molekul adhesi pada endotel).Interferon gamma
(IFN-γ)mempunyai
efek
biologis
metabolik
seperti
hipoglikemia,menimbulkan pireksia, dan memicu reaksi radang (Harijanto,
23 2000).Oksida nitrrit (NO)dihasilkan makrofag melalui aktifasi sitokin IFN-γdan TNF-α
untuk
membunuh
parasit
bila
terjadi
infeksi
pada
stadium
eritrosit.SintesisNO secara terus menerus mempertahankan tonus vaskuler, namun pada
kadar
yang
tinggiNOdapat
H2O2membentukpereoksinitrityang
berikatan toksik
dengan bagi
radikal
bebas
sel,sehingga
menimbulkanvasodilatasi berlebihan yang dapat mengakibatkan hipotensi pada malaria berat (Harijanto, 2000). Buah merah (P. conoideus Lam) memiliki kandungan senyawa aktif kadar tinggi sebagai antioksidan dan zat-zat gizi yang sangat bermanfaat. Antioksidan bermanfaat untuk meningkatkan stamina dan aktivitas sel limfosit T helper, yang berperan dalam mengaktifkan imunitas seluler dan humoral.T helper merespon imun seluler (Th1) mensekresi sitokinIFN-γ, yang berperan aktif melawan infeksi parasit baik pada stadium hepatosit maupun stadium eritrosit.Aktifasi sitokin IFNγdan
TNF-αmemicu
makrofag
mensekresiNO,untuk
mengeliminasi
dan
membunuh eritrosit berparasit di dalam pembuluh darahbila terjadi infeksi, serta mempertahankan tonus vaskuler. Berdasarkan uraian latar belakang diatas, penelitiberkeinginan untuk melakukan penelitiandengan judul ”Pengaruh pemberian ekstrak etanol buah merah (P.conoideus Lam),terhadap kadar IFN-γ dan kadar NOserum darah mencit Swissyang diinfeksi P.berghei.
B. Rumusan Masalah
Berdasarkan
uraian
penelitian iniadalah:
latarbelakang
penelitian,
rumusanmasalahdalam
24 1.
Apakah
pemberian
ekstrak
etanol
buah
merah
(P.
conoideus
Lam),dapatmenurunkanIFN-γ pada mencitSwissyang diinfeksi P.berghei? 2.
Apakah
pemberian
ekstrak
etanol
buah
Lam),dapatmenurunkan
merah(P.
conoideus
kadarNOserumdarahmencit
SwissyangdiinfeksiP.berghei ? C. Tujuan Penelitian
1. Tujuan umum Secara umum tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahuiefek pemberianekstrak etanol buah merahpada sistem imun. 2. Tujuan khusus Tujuan khusus dalam penelitian ini adalah : a. Mengetahui efek ekstrak etanol buah merah terhadap perubahankadarIFNγpada mencitSwissyang diinfeksiP.berghei. b. Mengetahui
efek
ekstrak
etanol
buah
merah
terhadap
perubahankadarNOserumdarahmencit Swissyang diinfeksiP.berghei. D. Keaslian Penelitian
1. Wahyuniari (2006),penelitian tentangpengaruh pemberian minyak buah merah (P.conoideus Lam) pada respon imun seluler mencit setelah diinfeksi Listeria monocytogenesmenjelaskan bahwa, aktivitas fagositosis makrofag peritoneal dan aktivitas proliferasi limfosit limfa meningkat.Dalam penelitian ini,hewan coba yang digunakan adalah mencit galur Balb/c betina sebanyak 60 ekor, umur 6-8 minggu, berat badan 20-30g. 2.
Penelitian
Budi
dan
bahwa,P.conoideusLammengandung
Paimin antioksidan
(2004) tinggi
menyatakan yang
sangat
25 bermanfaat untuk peningkatkan aktivitas sel-sel limfosit T helper. Diketahui bahwa sel limfosit T helper berperan dalam mengaktifkan imunitas seluler dan humoral, untuk mengeliminasi eritrosit berparasit di dalam pembuluh darah, sehingga hal ini mencegah terjadinya eritrosit berparasit masuk keorgan-organ dalam untuk membentuk sitoadherensi, sekuestrasi, dan rosetting. 3. Penelitian Geraldine (2006), tentang pengaruh pemberian minyak buah merah (P.conoideusLam) sebelum dan selama Infeksi P. berghei terhadapsel leukosit mononuklear
mencit
Swiss.Dijelaskan
bahwa
minyak
buah
merah
(P.conoideus Lam)meningkatkan persentase sel mononuklear kelompok perlakuan secara bermakna sebelum infeksi,namun hal ini tidak terjadi selama infeksi. 4.Penelitian efektivitas buah merah terhadap penyakit malaria pada manusia, dengan cara menilai berat dan gambaran histologis limfamencit Swissyang diinfeksi P. berghei, telah dilakukan Angrieni (2008).Hasil penelitian menunjukkan bahwa, pemberian minyak buah merah 0,05ml/hari selama tujuh hari menghasilkan perbedaan yang nyata pada gambaran limfa yang diamati secara mikroskopis, namun tidak dapat menurunkan secara nyata berat limfamencit Swissyang diinfeksiP. berghei.
Pada penelitian ini berbeda tujuanpenelitian
yaitutentang
dengan penelitian terdahulu, terutama
pengaruh
pemberianekstrak
etanol
buah
merahterhadapINF-γdan NOserum darah mencit Swissyang diinfeksi P.berghei.
26 E. Manfaat Penelitian
Hasil penelitian ini diharapkan dapat membuktikan secara ilmiah, bahwabuah merah
(P.conoideus
Lam)meningkatkan
sistem
imun
dan
memiliki
efekpencegahanberbagai macam penyakit,khususnya penyakitmalaria berat (malaria serebral). Dengan demikianbuah merah (P.conoideus Lam)dapat dibudidayakan dan digunakansebagai salah satu tanaman obat alternatif.
