EFEK ANTIHIPERTENSI SENYAWA BIOAKTIF DIOSCORIN PADA UMBI- UMBIAN KELUARGA DIOSCOREA : KAJIAN PUSTAKA

Efek Antihipertensi Senyawa Bioaktif Dioscorin pada Umi Dioscorea – Kurniawati, dkk Jurnal Pangan dan Agroindustri Vol. 3 No 2 p.402-406, April 2015

EFEK ANTIHIPERTENSI SENYAWA BIOAKTIF DIOSCORIN PADA UMBIUMBIAN KELUARGA DIOSCOREA : KAJIAN PUSTAKA Antihypertensive Effects of Dioscorin Bioactive Compound on Tubers Dioscorea Family : A Review Irma Tri Kurniawati1*, Teti Estiasih1 1) Jurusan Teknologi Hasil Pertanian, FTP Universitas Brawijaya Malang Jl. Veteran, Malang 65145 *Penulis Korespondensi, email: [email protected] ABSTRAK Hipertensi merupakan salah satu faktor resiko kardiovaskular yang paling banyak menyebabkan kematian di seluruh dunia. Hipertensi atau tekanan darah tinggi adalah kondisi medis dimana terjadi peningkatan tekanan darah secara kronis dalam jangka waktu yang lama. Selama ini masyarakat menggunakan terapi farmakologi dengan mengkonsumsi obat-obatan seperti Captropil yang memiliki efek menghambat ACE (Angiotensin Converting Enzyme) yaitu enzim yang berperan dalam meningkatkan tekanan darah. Efek samping yang ditimbulkan oleh obat antihipertensi dan mahalnya obat tersebut menyebabkan ketidakpatuhan penderita hipertensi untuk mengkonsumsinya. Efek samping yang ditimbulkan meliputi batuk kering, pusing, sakit kepala, dan lemas. Indonesia memiliki sumber daya pangan yang cukup melimpah, salah satunya umbi-umbian yang berpotensi membantu penurunan tekanan darah. Umbi-umbian diketahui memiliki kandungan senyawa bioaktif yang bersifat sebagai antihipertensi alami yaitu protein dioscorin. Kata kunci : ACE, Dioscorin, Hipertensi, Senyawa Bioaktif ABSTRACT Hypertension is one of the cardiovascular risk factors which most cause death worldwide. Hypertension or high blood pressure is a medical condition where an increase in the blood pressure is chronically in a long period of time. Until today, the public using pharmacological therapy by consuming drugs such as Captropil which has the effect of inhibiting ACE (Angiotensin Converting Enzyme) that is an enzyme that role in increases blood pressure. Side effects caused by antihypertensive drugs and expensive the medicine causing disobedience patients hypertension to consume. Side effects include dry cough, dizziness, headache, and limp. Indonesia has resources that relatively abundant food, one of them is the tubers of which has the potential to help decrease the pressure of the blood. Tubers known hasb bioactive compound that antihypertensive natural protein dioscorin. Keywords: ACE, Bioactive compound, Dioscorin, Hypertension PENDAHULUAN Hipertensi merupakan salah satu faktor resiko kardiovaskular yang paling banyak menyebabkan kematian di seluruh dunia. Hipertensi atau tekanan darah tinggi adalah kondisi medis dimana terjadi peningkatan tekanan darah secara kronis dalam jangka waktu yang lama [1]. Menurut Badan Kesehatan Dunia (WHO) pada tahun 2011 terdapat satu miliar orang yang terkena hipertensi. Di Indonesia, angka penderita hipertensi mencapai 32% pada 2008 dengan kisaran usia di atas 25 tahun. Jumlah penderita pria mencapai 42.7%, sedangkan 39.2% adalah wanita. WHO juga memperkirakan, jumlah penderita

402

Efek Antihipertensi Senyawa Bioaktif Dioscorin pada Umi Dioscorea – Kurniawati, dkk Jurnal Pangan dan Agroindustri Vol. 3 No 2 p.402-406, April 2015 hipertensi akan terus meningkat seiring dengan jumlah penduduk yang membesar. Pada 2025 mendatang, diproyeksikan sekitar 29% warga dunia terkena hipertensi [2]. Selama ini masyarakat menggunakan terapi farmakologi dengan mengkonsumsi obat-obatan seperti Captropil yang memiliki efek menghambat ACE (Angiotensin Converting Enzyme) yaitu enzim yang berperan dalam meningkatkan tekanan darah [3]. Efek samping yang ditimbulkan oleh obat antihipertensi dan mahalnya obat tersebut menyebabkan ketidakpatuhan penderita hipertensi untuk mengkonsumsinya. Efek samping yang ditimbulkan meliputi batuk kering, pusing, sakit kepala, dan lemas. Indonesia memiliki sumber daya pangan yang cukup melimpah, salah satunya umbi-umbian yang memiliki potensi untuk menurunkan tekanan darah. Salah satu senyawa yang diketahui memiliki senyawa antihipertensi melalui proses penghambatan aktivitas ACE adalah protein dioscorin. Protein dioscorin banyak ditemukan pada tanaman umbi-umbian keluarga Dioscorea seperti pada ubi gembili, gadung dan ubi kelapa [4]. 1.

Hipertensi Tekanan darah tinggi atau hipertensi merupakan kondisi medis dimana terjadi peningkatan tekanan darah secara kronis (dalam jangka waktu lama). Pada pemeriksaan tekanan darah akan didapat dua angka, yaitu angka yang lebih tinggi diperoleh pada saat jantung berkontraksi (sistolik) dan angka yang lebih rendah diperoleh saat jantung berelaksasi (diastolik). Tekanan darah tinggi biasanya terjadi kenaikan tekanan sistolik dan diastolik [1].Tekanan darah ditulis sebagai tekanan sistolik garis miring tekanan diastolik, misalnya 120/80 mmHg. Dikatakan tekanan darah tinggi jika pada saat duduk tekanan sistolik mencapai 140 mmHg atau lebih, atau tekanan diastolik mencapai 90 mmHg atau lebih, diukur di kedua lengan tiga kali dalam jangka waktu beberapa minggu [3]. Penyakit hipertensi sebagian besar tidak menimbulkan gejala. Gejala umum yang sering dirasakan penderita hanya meliputi sakit kepala, kelelahan, mual, muntah, sesak napas, gelisah dan pandangan mata yang kabur. Berdasarkan penyebabnya, hipertensi dibedakan menjadi dua jenis, yaitu hipertensi primer atau juga sering disebut hipertensi idiopatik merupakan jenis hipertensi tidak atau belum diketahui penyebabnya. Jenis hipertensi ini kemungkinan memiliki banyak penyebab, seperti perubahan jantung dan pembuluh darah sehingga dapat menyebabkan peningkatan tekanan darah [5]. Jenis hipertensi lainnya yaitu hipertensi sekunder yang merupakan jenis hipertensi yang telah diketahui penyebab yang mendasari. Pada umumnya hipertensi sekunder merupakan komplikasi dari suatu penyakit lain seperti penyakit ginjal [6]. 2.

Mekanisme Hipertensi Mekanisme terjadinya hipertensi adalah melalui terbentuknya angiotensin II dari angiotensin I oleh ACE (Angiotensin Converting Enzyme). Proses perubahan angiotensin I menjadi angiotensin II tidak saja terjadi di paru-paru, namun ACE ditemukan pula di sepanjang jaringan epitel pembuluh darah. Semua tahapan dari seluruh sistem renin sampai menjadi angiotensin II dikenal dengan sebutan RAAS (Renin Angiotensin Aldosteron System). RAAS merupakan sistem hormonal yang memiliki peran dalam mengontrol sistem kardiovaskular, ginjal, kelenjar adrenal, dan regulasi tekanan darah [7]. Renin merupakan suatu enzim protein yang dilepaskan oleh ginjal jika tekanan arteri mengalami penurunan sangat rendah. Selanjutnya, enzim ini meningkatkan tekanan arteri melalui beberapa cara, sehingga membantu mengoreksi penurunan awal tekanan. Renin di sintesis dan disimpan dalam bentuk inaktif yang disebut protein di dalam sel-sel jukstoglomerular (sel JG). Sel JG merupakan modifikasi dari sel otot polos yang terletak di dinding arteriol aferen, tepat di proksimal glomeruli. Bila tekanan arteri turun, reaksi intrinsik di dalam ginjal itu sendiri mengakibatkan banyak molekul protein di dalam sel JG menjadi terurai dan melepaskan renin. Sebagian besar renin akan memasuki darah dan meninggalkan ginjal menuju sirkulasi di seluruh tubuh. Renin akan menetap dalam darah selama 30 menit hingga 1 jam, dan menyebabkan terbentuknya angiotensin I [8]. Dalam beberapa detik setelah pembentukan angiotensin I, terdapat dua asam amino tambahan yang memecah dari angiotensin untuk membentuk angiotensin II peptida asam 403

Efek Antihipertensi Senyawa Bioaktif Dioscorin pada Umi Dioscorea – Kurniawati, dkk Jurnal Pangan dan Agroindustri Vol. 3 No 2 p.402-406, April 2015 amino-8. Perubahan ini hampir seluruhnya terjadi selama beberapa detik sementara darah mengalir melalui pembuluh kecil pada paru-paru, yang dikatalisis oleh suatu enzim, yakni enzim pengubah, yang terdapat pada endotelium pembuluh paru yang disebut ACE. Angiotensin II adalah vasokonstriktor yang sangat kuat, dan akan menetap dalam darah hanya selama 1 atau 2 menit karena angiotensin II secara cepat akan diinaktivasi oleh berbagai enzim darah dan jaringan yang secara bersama-sama disebut angiotensinase.Saat angiotensin II berada dalam darah, maka angiotensin II memiliki dua pengaruh utama yang dapat meningkatkan tekanan arteri. Pengaruh pertama, yaitu vasokontriksi (penyempitan pembuluh darah) yang timbul dengan cepat. Vasokontriksi terjadi pada arteriol dan sedikit lebih lemah pada vena. Konstriksi pada arteriol dapat meningkatkan tahanan perifer, sehingga mengakibatkan peningkatan tekanan darah. Konstriksi ringan pada vena juga akan meningkatkan aliran balik darah vena ke jantung, sehingga membantu pompa jantung untuk melawan kenaikan tekanan darah. Cara utama kedua dimana angiotensin meningkatkan tekanan darah adalah dengan bekerja pada ginjal untuk menurunkan ekskresi garam dan air. Pengaruh lainnya adalah perangsangan kelenjar adrenal, yakni organ yang terletak di atas ginjal, yang membebaskan hormon aldosteron. Hormon aldosteron bekerja pada tubula distal nefron, yang membuat tubula tersebut menyerap kembali lebih banyak ion natrium (Na+) dan air, serta meningkatkan volume dan tekanan darah [8]. 3.

Penghambat ACE Enzim yang mengubah angiotensin I menjadi angiotensin II disebut dengan Angiotensin Converting Enzyme (ACE) [9]. ACE adalah enzim non spesifik yang terlibat dalam metabolisme banyak peptida kecil, termasuk konversi Angiotensin I, sebuah oktapeptida aktif untuk Angiotensin II. ACE memegang peranan fisiologis penting dalam mengatur tekanan darah dan dapat ditemui di pembuluh paru. Darah mengandung angiotensinogen yang diproduksi di hati, oleh hormon renin (diproduksi di ginjal) akan diubah menjadi angiotensin I (dekapeptida yang tidak aktif). ACE yang terdapat pada paruparu akan mengubah angiotensin I menjadi angiotensin II (oktapeptida yang sangat aktif). Angiotensin II memiliki potensi besar meningkatkan tekanan darah karena memiliki sifat vasoconstrictor(senyawa yang menyebabkan penyempitan pembuluh darah) [10]. Penghambat ACE merupakan senyawa yang membantu mengontrol tekanan darah dan resiko gagal jantung. Penghambat ACE mencegah enzim untuk memproduksi angiotensin II yang dapat menyebabkan penyempitan pembuluh darah sehingga meningkatkan tekanan darah. Hal ini dapat menyebabkan tekanan darah tinggi dan membuat jantung bekerja lebih keras. Penghambat ACE sendiri dapat membantu merelaksasikan pembuluh darah. Oleh karena itu penghambatan ACE menjadi target utama dalam antihipertensi [3]. ACE juga memiliki peranan dalam mengatur tekanan darah serta aliran dan keseimbangan garam pada mamalia. ACE akan mengubah dekapeptida pada angiotensin I yang tidak aktif, menjadi vasokonstriktor (senyawa yang menyebabkan penyempitan pembuluh darah) yang kuat, yaitu oktapeptida pada angiotensin II. ACE nantinya akan menginaktivasi bradikinin, suatu peptida vasodilatory (senyawa yang memperlambat aliran darah sehingga mengakibatkan tekanan darah menjadi turun) [11]. Penghambat ACE harus tetap digunakan walaupun tekanan darah sudah mencapai normal karena hipertensi tidak memiliki gejala yang spesifik. Penghambat ACE tidak dapat menyembuhkan hipertensi, akan tetapi hanya dapat mengontrol hipertensi dengan terapi jangka panjang [12]. 4.

Umbi-umbian Sejak zaman dahulu, manusia telah mengenal bahwa berbagai jenis akar dan umbi tanaman dapat digunakan sebagai makanan maupun obat-obatan. Secara umum yang dimaksud dengan umbi-umbian adalah bahan nabati yang diperoleh dari dalam tanah, dapat berupa akar sejati dan batang yang biasanya merupakan tempat penimbunan cadangan bahan makanan tanaman.Akar-akaran dan umbi-umbian memiliki kandungan pati yang tinggi, dan merupakan salah satu pangan pokok atau utama yang dimakan di berbagai bagian Asia Tenggara. Pangan tersebut merupakan sumber energi yang baik, beberapa 404

Efek Antihipertensi Senyawa Bioaktif Dioscorin pada Umi Dioscorea – Kurniawati, dkk Jurnal Pangan dan Agroindustri Vol. 3 No 2 p.402-406, April 2015 diantaranya juga merupakan sumber kalsium. Di Indonesia, umbi-umbian adalah jenis tumbuhan yang yang cukup banyak ditemui. Umbi-umbian yang terdapat di Indonesia seperti ubi kayu, ubi jalar, kentang, garut, gadung, kimpul,uwi, talas, gembili dan ganyong [13]. 5.

Dioscorin Dioscorin merupakan protein yang terdapat dalam umbi tanaman tropis. Dioscorin dapat ditemui pada umbi-umbian keluarga Dioscorea atau yam. Menurut [14], keluarga yam memiliki protein cadangan yang disebut dioscorin (C13H19O2N) yang merupakan cadangan protein dalam umbi dan digunakan untuk pertumbuhan. Dioscorin memilki ciri berupa padatan berwarna kuning kehijauan dengan titik leleh 54-55oC. Pada lendir Chinese yam, dioscorin merupakan protein yang paling dominan. Kadar dioscorin mampu mencapai 90% dari total protein larut air terekstrak pada spesies Dioscerea batatas, Dioscorea alata, dan Dioscorea pseuojaponica [15]. Pada umbi-umbian yang termasuk ke dalam keluarga Dioscorea, kandungan dioscorin pada umbi segar belum dapat terdeteksi. Dioscorin sebagai protein masih berikatan dengan polisakarida. Polisakarida Larut Air (PLA) yang terdapat pada umbi-umbian keluarga Dioscorea merupakan glikoprotein yang sangat kental [16]. 6.

Efek Antihipertensi Senyawa Bioaktif Dioscorin Umbi-umbian keluarga Dioscorea selain berpotensi besar sebagai pangan alternatif sumber karbohidrat, tanaman ini juga memiliki keunggulan yaitu memiliki kandungan antioksidan [17] dan berkhasiat obat [18]. Dioscorin memiliki sifat fungsional seperti aktivitas antioksidatif , oxygen scavenger (mengikat oksigen sehingga tidak mendukung reaksi oksidasi), dan sebagai penghambat enzim [19]. Beberapa penelitian telah menunjukkan bahwa dioscorin mampu menghambat angiotensin converting enzyme (ACE) yang memicu terjadinya peningkatan tekanan darah. Dioscorin memiliki aktivitas dehydroascorbate reductase dan monodehydroascorbate reductase yang merupakan respon terhadap tekanan lingkungan. Penelitian telah menunjukkan bahwa dioscorin memiliki aktivitas antihipertensi secara in vivo [20]. Penelitian secara in vitro juga memperlihatkan bahwa dioscorin mampu menghambat aktivitas ACE [21]. Pada penelitian sebelumnya, dioscorin 32 kDa dari Dioscorea alata memiliki aktivitas antioksidan melawan radikal bebas. Dioscorin mampu menghambat ACE hingga mencapai 50% pada dosis tertentu, jika dibandingkan dengan obat standar untuk hipertensi seperti kaptropil. Dioscorin akan mengalami peningkatan aktivitas penghambatan ACE hingga 75% setelah mengalami hidrolisis oleh pepsin. Sehingga dioscorin dan hidrolisatnya diduga memiliki potensi untuk mengontrol hipertensi. Pada lendir Chinese Yam (Dioscorea opposita Thunb.) mengandung kurang lebih sembilan jenis protein larut utama, diantaranya dioscorin, lektin yang terikat mannosa, dan protein fungsional lain yang terdapat pada sekuen asam amino terminal-N [22]. DAFTAR PUSTAKA 1) Guyton, A.C., dan Hall, J.E., 2001.Buku Ajar Fisiologi Kedokteran, Alih bahasa: Setiawan, I. Dan Santoso, A., Penerbit Buku Kedokteran EGC Jakarta 2) Widiyani, Roshma. 2013. Penderita hipertensi terus meningkat. http://health.kompas.com/read/2013/04/05/1404008/Penderita.Hipertensi.Terus.Meningk at. Tanggal akses 26 September 2013. 3) Padmawinata, K. 1996. Pengendalian Hipertensi : Laporan Komisi Pakar WHO. ITB, Bandung. 4) Liu Y. M. and K. W. Lin. 2009. Antioxidative Ability, Dioscorin Stability, and The Quality of Yam Chips from Various Yam Species as Affected by Processing Method. Journal of Food Science 74(2):C118-C125. 5) Ganong, W. F., 2000. Fisiologi Kedokteran, terjemahan Adrianto, P., Buku Kedokteran EGC, Jakarta 6) Kumar, V., Abbas, A. K. and Fausto, F. 2004. Robbins and Cotran Pathologic Basis of Disease. 7th ed. Elsevier Inc. Pennsylvania. Pp : 525-529 405

Efek Antihipertensi Senyawa Bioaktif Dioscorin pada Umi Dioscorea – Kurniawati, dkk Jurnal Pangan dan Agroindustri Vol. 3 No 2 p.402-406, April 2015 7) Oates JA, and Brown NJ. 2001. Antyhipertensive agents and drugs therapy of hypertension In: Hardman JG, Gilman AG (editors). The Pharmalogical basis of Theurapeutics. 10th ed. New York: McGraw-Hill 8) Guyton, A.C. and J.E. Hall. 1996. Fisiologi Kedokteran. Edisi 9. EGC : 285-286. Jakarta 9) Sargowo D. 1999. Peran endotel pada patogenesis penyakit kardiovaskular dan program pencegahannya. Medika, 10: 643-655 10) Sridevi P., Prashanth K.S., and Bhagavan Raju M., 2011. Angiotensin Converting Enzyme: A Target for Anti-Hypertensive Drugs. Department of Pharmaceutical Chemistry, CM College of Pharmacy, Dhulapally, Maisammaguda, Secunderabad, A. P., India 11) Vercruysse, L., J. Van Camp, and G. Smagghe. 2005. ACE Inhibitory peptides derived from enzymatic hydrolysates of animal muscle protein : a review. J. Agric. Food Chem. 53 : 8106-811 12) Warfield, C., 1996, Everything You Need to Know about Medical Treatments, 3-5, Springhouse, Corp., USA 13) Zulaikah, Siti. 2002. Ilmu Bahan Makanan I. Surakarta. Universitas Muhammadiyah Surakarta 14) Shewry, P. R. 2003. Tuber storage protein. Annals of Botany 91(7): 755-769 15) Hou, W.C.Chen, H.J. and Lin Y.H. 2000. Dioscorin from different dioscorea species all exhibit both carbonic anhydrase and trypsin inhibitor activities. Bot. Bull. Acad. Sinica (Taiwan). Vol 41:191-196 16) Fu, Y-C. A, L-H. A. Ferng, and P-Y. Huang. 2006. Quantitative analysis of allantoin and allantoic acid in yam tuber, mucilage, skin and bulbil of the dioscorea species. Food Chemistry 94:541-549 17) French, B.R. 2006. Food Plants of Papua New Guinea. A compendium. Revised edition Privately published as an electronic book in pdf format. 38 West St., Burnie. Tasmania 7320, Australia. 18) Fahmi, A. Dan S.S. Antarlina. 2007. Ubi Alabio Sumber Pangan Baru dari Lahan Rawa. Sinar Tani. 19) Nagai T., and Nagashima T. 2006. Functional properties of dioscorin, a soluble viscous protein from japanese yam (Dioscorea opposita Thunb.) tuber mucilage tororo. Food Science and Technology 61c : 792-798 20) Liu Y. M. and K. W. Lin. 2009. Antioxidative ability, dioscorin stability, and the quality of yam chips from various yam species as affected by processing method. Journal of Food Science 74(2):C118-C125. 21) Hsu, F. H., Y. H. Lin, M. H. Lee, C. L. Lin, and W. C. Hou. 2002. Both dioscorin, the tuber storage protein of yam (dioscorea alata cv. Tainong no. 1), and its peptic hydrolysates exhibited angiotensin converting enzyme inhibitory activities. J. Agric. Food Chem. 50:6109-6113 22) Myoda, T., Y. Matsuda, T. Suzuki, T. Nakagawa, T. Nagai, and T. Nagashima. 2006. Identification of soluble proteins and interaction with mannan in mucilage of dioscorea opposita thunb. (chinese yam tuber). Food Sci. Technol. Res. 12(4): 299-302

406