RINGKASAN Zat gizi adalah substansi organik yar.g dibutuhkan organisme untuk fungsi normal dari sistem tubuh, pertumbuhan, pemeliharaan kesehatan. Zat gizi didapatkan dari makanan dan cairan yang selanjutnya diasimilasi oleh tubuh. Pada masa lalu, penelitian mengenai nutrisi hanya terbatas pada pencegahan penyakit kurang gizi dan menentukan standard kebutuhan dasar nutrisi pada makhluk hidup. Padahal hasil penelitian telah menunjukkan ada interaksi antara nutrisi dan penyakit. Interaksi tersebut melibatkan mikronutrien yang dapat mepengaruhi protein, faktor transkripsi dan genomik dalam metabolisme tubuh. Obesitas adalah salah satu kelainan yang disebabkan oleh pola makan. Ketidakteraturan pola makan menyebabkan terjadinya gangguan interaksi antara nutrisi sehingga mengganggu DNA (genenome), mRNA (transkriptome), enzim (proteom) dan subtrat (metabolome). Dampak yang terjadi akibat gangguan interaksi tersebut adalah terjadinya penyakit. Obesitas mempunyai faktor resiko penyakit sindroma metabolik seperti hipertensi, atherosklerosis, kanker, diabetes mellitus dan penyakit degeneratif. Leptin, adipositokin yang disekresi oleh adiposit. Pada keadaan obesitas telah terjadi akumulasi kadar leptin dalam darah manusia. Leptin ini juga diketahui sebagai proinflamasi sehingga dapat menyebabkan inflamasi dan menstimulasi terjadinya penyakit kardiovaskuler seperti aterosklerosis. Likopen merupakan mikronutrien kelompok beta karoten yang dapat ditemukan pada tomat (Solanum sp) dan telah diketahui sebagai antioksidan sehingga dapat digunakan untuk mencegah kanker. Hasil penelitian terdahulu menunjukkan bahwa pasta tomat mampu menurunkan sel busa pada tikus diet atherogenik. Sampai saat ini penelitian tentang likopen pada kajian nutrigenomik dan pencegahan terhadap dampak dari obesitas masih belum diketahui. Pada penelitian ini akan dikaji tentang interaksi likopen terhadap ekspresi sinyal transduksi MAPK dan NFK B serta ekspresi faktor transkripsi ICAM-1 dan ET-1 pada sel endotel manusia yai-.g dipapar oleh leptin rekombinan. Penelitian ini akan dibagi dalam dua tahapan selama dua tahun. Hasil penelitian tahap I, menunjukkan bahwa paparan likopen dapat menurunkan peningkatan ERK1/2 MAPK dan NF-KB pada sel endotel yang diinduksi leptin. Karena tiu pada tahap ini akan diketahui perubahan ekspresi gen setelah dipapar likopen dan dosis optimal likopen. Pada penelitian tahap II, akan diamati pengaruh likopen pada tingkat transkripsi. Adapun faktor transkripsi yang akan diperiksa adalah mRNA ICAM-1 dan mRNA ET-1. Metode yang akan digunakan adalah Reverse Transcriptase PCR (RTPCR). Metode yang digunakan adalah isolasi total RNA, isolasi dan purifikasi mRNA, reverse-transcriptase PCR (RT-PCR) ET-1 dan ICAM-1. Hipotesis penelitian ini adalah likopen mampu menurunkan faktor transkripsi ICAM-1 d.an ET-1 sehingga dapat digunakan sebagai pencegahan disfungsi endotel akibat paparan leptin. Hasil penelitian nenunjukkan bahwa ekspresi mRNA ET-1 menurun secara signifikan dibandingkan dengan kontrol yang tidak dipapar dengan puerarin. Hasil analisis menunjukkan bahwa paparan likopen 25 |iM (125,58 ± 10,34) dapat menurunkan ekspresi mRNA ET-1 dibandingkan dengan kontrol (161,93 ± 14,04) dan likopen 10 j_iM (171,83 ± 4,39) sedangkan jika dibandingkan dengan likopen 40 |iM (119,82 ± 13,04) dan likopen 55 uM cenderung mengalami kenaikan meskipun tidak signifikan. Dari hasil tersebut nenunjukkan bahwa likopen 25 \xM rnerupakan dosis optimum dalam menurunkan ekspresi gen ET-1. ICAM-1 menunjukkan bahwa terjadi penurunan ekspresi gen cDNA ^AM-1 secara signikan pada sel endotel yang terpapar likopen 25 dan 40 ^M bandingkan dengan kontrol. Ekspresi gen cDNA ICAM-1 kembali meningkat pada sel endotel setelah diberi likopen 70 j.iM. Dari hasil penelitian tersebut dapat disimpulkan bahwa likopen 25 atau 40 (iM lebih dapat menurunkan ICAM-1 dan ET-1. Dosis diatas dosis optimal menyebabkan peningkatan ekspresi ET-1 dan ICAM-1. Kata kunci : nutrigenomik, likopen, disfungsi en
SUMMARY fhe effect of obesity on vascular function is mediated by hormon leptin. Leptin has been proved > increase oxidative stress in endothelial cell. The last study has proven that leptin caused the endothelial dysfunction as a step of the atherogenesis. Lycopene, an antioxidant, is presumed having the ability to block the atherogenesis mechanism, which is stimulated a proinflamatory cytokine and adhesion molecules by mitogen-activated protein kinase (ERK1/2 MAPK) and nuclear factor-K B (NF-KB). Therefore, the aim of this research was to prove and to determine whether lycopene could decrease the mitogen-activated protein kinase (ERK1/2 MAPK) and nuclear factor-K B (NF-KB) expression in Human Umbillical Vein Endothelial Cells (HUVECs) culture induced by 500 ng/mL leptin. In vitro study used primary culture of the HUVECs were devided in to six groups, there were (1) 0 ng/mL leptin and 0 uM lycopene, (2) induced by 500 ng/mL leptin for 12 hours, (3) induced by leptin and lycopene with concentration 10; 25; 40; 55 and 75 uM for 12 hours. Then the identification of ERK1/2 MAPK and NF-KB was applied by using imunocytochemistry and human ERK1/2 MAPK and NF-KB ELISA Kit procedure on cell endothel culture lysate. It was showed that lycopene 40 uM decreased ET-1 and ICAM-1 expression in Human Umbillical Vein Endothelial Cells (HUVECs) culture induced by leptin 500 ng/mL.
DAFTAR PUSTAKA Adiningsih Sri, 2005, Indonesia Nutritional Pattern in Contributing Prevalence of Obesity, Furth Basic Molecular Biology Cours in Pstophysiology of Obesity, p; 36-44 Agrawal S, Rao V. 2000. Role of antioxidant Lycopene in Cancers and heart desease. 2000, Journal of the American College of Nutrition Vol 19, No 5, 563 - 569. Agrawal S, Rao V. 2000. Role of antioxidant Lycopene in Cancers and heart desease. 2000, Journal of the American College of Nutrition Vol 19, No 5, 563 - 569. Balz Frei, 2003. Reactive Oxygen Species and Antioxidant Vitamins. The Linus Pauling Institute. Barrata M., 2002, Leptin-from a signal of adiposity to a hormone mediator in peripheral tissues. Med Sci Monit 8 :RA 282-292 Bonetti, P.O., Lilach, O.L, Amir, L, 2003. Endothelial Dysfunction: A Marker Of Atherosclerotic Risk. Arteriosclerosis, Thrombosis, And Vascular Biology, 23:168. Bouloumie A, Marumo T, Lafontan M, and Busse R. Leptin induces oxidative stress in human endothelial cells. FASEB J 1999.13: 1231-1238, Collins, T., Myron, I.C., 2001. NF-kB: Pivotal Mediator or Innocent bystander in Atherogenesis? J Clin Invest, Vol. 107, No. 3, 255-264. David, C.W.Lau., Bikramjit, D., Hongyun, Y., PauI.E.S., Subodh, V., 2005. Adipokines:molecular links between obesity and atherosclerosis. Am. J. Physiol Heart Circ Physiol. 288:H2031H2041 Frei, B. Reactive Oxygen Species and Antioxidant Vitamins. , The Linus Pauling Institute 28Aug-2003 Friedman JM, Halaas JL. 1998. Leptin and the regulation of body weight in mammals, Nature, 22:763-770 Garlanda, C, Elisabetta D., 1997. Heterogeneity of Endothelial Cells: Specific Markers. Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology. 1997; 17:1193-1202 Ho, E., 2002. NF-kB What Is It and What's The Deal With Radicals? Linus Pauling Institute Scientist Department Of Nutrition And Food Management, Oregon State University. Hwang, H and Hyong Joo Lee., 2006. Inhibitory Effects of Lycopene on the Adhesion, Invasion, and Migration of SK-Hep1 Human Hepatoma Cells. The Society for Experimental Biology and Medicine Indra, M.R., 2006. Adiposit, obesitas dan masalah kesehatan global di era millenium. Edisi Pertama. Penerbit. Lab. llmu Faal FK. UNIBRAW. Malang. ISBN : 979-25-9010-2. Kaput, J., 2004. Diet-disease gene interaction. Nutrition. 20, 26-31 Kaput, J., Jose, M.O., Lynnette, F., Ben, V.M., et al., 2005. The Case for strategic international alliances to harness nutritional genomic? for public and personal health. British Journals of Nutrition. 94, 623-632. Karisson P., Lindell K., Svensson E., Bergh C, Lind P., Billig H., Carisson L.M.S., and Carisson B., 1997, Expression of functional leptin receptors in the human ovary. Journal of Clinical Endocrinology and Metabolism 82:4144-4146 Kieffer T.J., Hellere R.S., Habener J.F., 1996, Leptin receptor expressed on pancreatic b-cells. Biochem. Biophys. Res. Commun, 224:522-527 Lee GH., Proenca R., Montez JM., 1996, Abnormal splicing of the leptin receptor in diabetic mice. Nature, 379, 632-635. Ley CJ., Lees B., Stevenson JC, 1992, Sex-and menopauseassociated changes in body-fat distribution. Am. J. Clin. Nutr. 55: 950-954. Libby, P., Paul, M.R., AtHlio, M., 2002. Inflammation and Atherosclerosis. American Heart Association, Inc., Circulation 105:1135-1143. Maestro, R.D., 1991. Free Radicals as Mediators Of Tissue Injury. In: Dreosti I. E., ed. Trace
element, Micronutrient, and Free Radicals. New Jersey : Humana Press, pp. 25-54Melotti, P. E Nicolis, A Tamanini, R Rolfini, A Pavirani and G Cabrini. 2001. Activation of NF-kB mediates ICAM-1 induction in respiratory cells exposed to an adenovirus-derived vector. Gene Theraphy. Volume 8, Number 18, Pages 1436-1442 Michael K. Badman and Jeffrey S. Flier, 2005, The Gut and Energy Balance: Visceral Allies in the Obesity Wars, www.sciencemag.org . vol. 307 Middleton, E., Chithan, K., Theoharis, C.T., 2000. The Effects of Plant Flavonoids on Mammalian Cells:lmplications for Inflammation, Heart Disease, and Cancer. Department of Pharmacology and Experimental Therapeutics, Tufts University School of Medicine. Boston. Massachusetts (T.C.T.),Vol. 52, Issue 4, 673-751 Monaco, C, Jenifer, G., Ewa, P.,2004. The Role Of The NF-kB Pathway In Atherosclerosis. Kennedy Institute Of Rheumatology & Division Of Surgery, Anesthetic and Intensive Care; Faculty Of Medicine, Imperial College, London, UK. Montague CT., Prins JB., Sanders L, Digby JE., O Rahilly S., 1997, Depot and sex-specific differences in human leptin mRNA expression: implications for the control of regional fat diatribution. Diabetes, 46: 342-347. Peter Quehenberger, Markus Exner, Raute SunderPlassmann, Katharina Ruzicka, Christian Bieglmayer, Georg Endler, Claudia Muellner, Wolfgang Speiser, Oswald Wagner. 2001. Leptin Induces Endothelin-1 in Endothelial Cells h Vitro. Circ Res. 90:711-718. Pribadi, M. J., 2002. Disfungsi Endotel Dan Aterosklerosis Koroner Rosicka M., Krsek M., Matoulek M., Jarkovska Z., Marek J., Justova V.at. a/.,2003, Serum ghrelin levels in obese patien: Therelationship to serum leptin levels and soluble leptin receptors levels. Physiol Res 52: 61-66 Ross, R., 1999. Atherosclerosis - An Inflammatory Disease. The New England Journal Of Medicine, No. 2 Vol. 340:115-126. Sargowo, D., 2002. Atherosclerosis: Its Manifestation and Danger. Fakultas Kedokteran Universitas Brawijaya, Malang. Sargowo, D., 2002. Fungsi Endotel Pada Penyakit Kardiovaskuler. Fakultas Kedokteran Universitas Brawijaya, Malang. Sjabana, D., Bahalwan, R. R., 2002. Pesona Tradisional dan llmiah Mengkudu. Penerbit Salemba Medika, Jakarta. Suarez, L., 2005. Nutritional Genomics:Customizing Diet Plans According to Genetic Makeup. Diabetic microvasctlar complications today. Issues in Diabetes. Sudardjat S, Gunawan I. 2003. Likopen (Lycopene). Gizi Medik Indonesia Vol 2 No 5 April 2003. Suryohudoyo, P., 1997. Oksidan Dan Antioksidan Pada Diabetes Mellitus Dalam: Tjokroprawiro A., Proceedings Of The Third Sby Diabetes Up Date. Sby, pp. 27-39 Tardif, J. C, 2003. Oxidative Stress and Coronary Heart Disease. Cardiology Rounds. Vol 7, issue 9. Tjokroprawiro, A., 1997. Diabetes Up Date 1997 In: Tjokroprawiro A., et.al, Proceedings Of The Third Sby Diabetes Up Date. Sby, pp. 1-21 Trayhum P., Hoggard N., Mercer JG., Rayner DV., 1999, Leptin: Fundamental aspects. Int. J. Obes. Relat Metab Disord 23:22-34 Ute, CO., Estibaliz, O.M., Ana, M.C., Jason, P.E., Albert, van der V., Giuseppe, V., C, E.C and Lester, P. 2003. Lycopene inhibits the growth of ncmal human prostate epithelial cells in vitro. Biochemichal and Molecular Action of Nutrients. Wajchenberg, B.L., 2000, Subcutaneous and Visceral Adipose tissue: Their Relation to the Metabolic Syndrome. Endocrine Reviews 21(6): 697-738. Webber J., 2003, Energy balance in obecity. Proc. Nutr. Soc. 62:539-543 Winterbourn, C.C., 1991. Free Radical Biology Of Iron. In: Dreosti, I. E., ed. Trace Elements,
Micronutrients, and Free Radicals. New Jersey: Humana Press, pp. 52-74ing Y., Proenca R., Maffei M., Barone M., Leopold L., Friedman J.M., 1994, Posisionai cloning of the mouse obese gene and its human homologue. Nature 372: 425-432
