BAB II

KAJIAN PUSTAKA

1.1 Uterus dan Hormon Estrogen

1.1.1 Struktur Anatomi dan Histologi Uterus

Uterus merupakan organ yang tebal, memiliki otot, berbentuk seperti buah Pir dan

terletak di dalam rongga pelvik. Peritoneum menutupi sebagian besar permukaan

luar uterus, dimana letak uterus sedikit antefleksi pada bagian lehernya dan

anteversi dengan fundus yang terletak di atas kandung kemih. Sisi uterus (kiri dan

kanan) masing-masing terdapat ovarium dan tuba uterin. Vaskularisasi uterus

berasal dari arteri uterina dan arteri ovari. Uterus memiliki panjang sekitar 5-8 cm

dengan berat 30-60 gr dan dibagi menjadi 3 bagian (Evelyn, 2010):

1. Fundus

Fundus merupakan bagian teratas dari uterus dan berbentuk cembung.

Terletak di bagian atas muara tuba uterin.

2. Body Uterus atau Korpus

Body uterus merupakan bagian yang paling besar dan melebar dari fundus

ke servik.

3. Ismus Uterus

Ismus merupakan bagian uterus yang sempit

Ligamen-ligamen uterus terdiri dari dua ligamentum teres yaitu ligamentum

teres kiri dan ligamentum teres kanan yang terdiri atas jaringan ikat dan otot, serta

terdapat pembuluh darah dan ditutupi oleh peritoneum. Ligamen ini berjalan dari

sudut atas uterus ke depan dan ke samping melalui anulus inguinalis profundus ke

kanalis inguinalis dimana setiap ligamen memiliki panjang sekitar 10-12,5 cm.

Peritoneum melipat di antara korpus uteri dan kandung kemih di depannya,

membentuk kantong utero-vesikular. Belakang uterus terdapat peritoneum yang

membungkus korpus dan servik uterus, melebar ke bawah sampai forniks

posterior vagina dan selanjutnya melipat di depan rektum dan membentuk ruang

rekto-vaginal (Evelyn, 2010).

Uterus merupakan salah satu target utama hormon yang dihasilkan oleh ovarium,

terdiri dari beberapasel yaitu: sel stroma, sel epitel luminal, sel epitel kelenjar, dan

otot polos.Uterus terdiri dari tiga lapisan berdasarkan histologi, yaitu sebagai

berikut (Junquiera, 2013):

1. Perimetrium

Lapisan ini merupakan bagian terluar dari lapisan uterus. Perimetrium

terdiri dari Connective Tissue dan memiliki jumlah serosa yang banyak

dan dilapisi oleh mesotelium. Perimetrium tersusun oleh epitel skuamous

sederhana.

2. Miometrium

Miometrium terdiri dari berkas-berkas serat otot polos yang dipisahkan

oleh serat elastik dan kolagen serta mengandung banyak pembuluh darah.

Berkas-berkas otot polos membentuk 4 lapisan yang berbatas tidak tegas.

Lapisan ini merupakan lapisan paling tebal dari uterus dan terdiri dari

banyak serat-serat otot polos serta dipisahkan dengan pleksus vena dan

limfatik oleh Connective Tissue. Miometrium akan mengalami

pertumbuhan yang pesat pada masa kehamilan berupa peningkatan jumlah

sel-sel otot polos, sel-sel otot polos akan mensintesis kolagen, hipertrofi

sel dan peningkatan produksi kolagen oleh sel-sel otot yang berfungsi

untuk meningkatkan kekuatan dinding uterin. Pasca melahirkan, terjadi

apoptosis dari sel-sel otot polos dengan penghancuran kolagen yang tidak

dibutuhkan dan uterus kembali dengan ukuran normalnya.

3. Endometrium

Lapisan ini terdiri atas 2 lapisan yaitu epitel (epitel kolumnar selapis

bersilia) dan lamina propia atau stroma yang mengandung kelenjar tubular

simpleks serta jaringan yang mengandung banyak pembuluh darah.

Kelenjar dan stroma mengalami perubahan siklik yang berlangsung 28

hari. Jaringan ikat lamina propia kaya akan fibroblas dan mengandung

banyak substansi dasar. Sel-sel epitel pelapis endometrium merupakan

gabungan selapis sel-sel silindris sekretorus dan sel bersilia. Serat jaringan

ikat endometrium berasal dari kolagen tipe III. Lapisan endometrium dapat

dibagi menjadi dua zona yaitu sebagai berikut:

- Lapisan fungsional yang merupakan bagian tebal dari endometrium

dan akan luruh pada fase menstruasi.

- Lapisan basal yang paling dalam dan berdekatan dengan miometrium.

Lapisan ini mengandung lamina propia yang lebih berpori dan

berperan sebagai bahan regenerasi dari lapisan fungsional serta akan

tetap bertahan pada fase menstruasi. Lapisan ini memiliki lebih banyak

substansi-substansi dasar. Endometrium mengalami perubahan terus

menerus sehubungan dengan respon terhadap perubahan hormon,

stromal, dan vaskular dengan tujuan agar uterus siap saat terjadi

pertumbuhan embrio pada kehamilan. Rangsangan estrogen

berhubungan dengan pertumbuhan dan proliferasi endometrium.

Gambar 2.1. Sisi Anterior Uterus (EncyclopedBritanica,2010)

Gambar 2.2. Lapisan uterus (Human Biology Lab, 2013)

1.1.2 Perubahan Struktur Histologi Uterus Pada Masa Perubahan Fisiologis

Jaringan uterus mengalami perubahan struktur histologi yang dinamis sesuai

dengan perubahan kadar hormon estrogen dan juga progesteron.Masapubertas

sampai menopause terjadi siklus perubahan yang dihasilkan oleh pituitari

gonadotropin dan menyebabkan endometrium mengalami suatu siklus perubahan

(Junquiera, 2013). Perubahan fisiologis yang mempengaruhi struktur histologi

uterus yaitu sebagai berikut:

Masa Pubertas

Periode ini terjadi karena peningkatan yang berangsur-angsur dari hormon

gonadotropin oleh kelenjar hipofise. Puncak awal pubertas dan menstruasi

terjadi pada umur 11-16 tahun. Estrogen dan progesteron mempengaruhi

endometrium untuk mengalami siklus bulanan. Siklus endometrium

melalui beberapa tahap yaitu proliferasi endometrium uterus, perubahan

sekretoris pada endometrium dan deskuamasi endometrium yang dikenal

dengan menstruasi (Junquiera, 2013):

1. Fase Proliferasi (Fase Estrogen)

Fase ini berlangsung 8-10 hari dan terjadi setelah fase menstrual. Fase ini

disebut juga dengan fase folikular atau fase estrogen. Awal siklus seksual

bulanan sebagian besar endometrium telah terdeskuamasi pada fase

menstrual (Guyton, 2014). Fase menstrual berakhir dengan hanya selapis

tipis stroma endometrium yang tertinggal. Estrogen akan merangsang

regenerasi dari lapisan fungsional yang telah hilang pada fase menstrual.

Sel-sel pada bagian basal akan berproliferasi dan bermigrasi serta

membentuk epitel baru (epitelisasi) selama fase ini, epitel yang melapisi

endometrium adalah epitel permukaan kolumnar sederhana (Junquiera,

2013). Endometrium mengalami penebalan oleh karena sel stroma yang

bertambah banyak, terjadi pertumbuhan kelenjar endometrium dan

pembentukan pembuluh darah baru yang progresif dalam endometrium.

Kelenjar pada bagian serviks akan mensekresi mukus yang encer (Guyton,

2014). Fase ini dibagi kembali menjadi 3 fase. Fase awal akan terjadi

regenerasi epitel melalui proses mitosis. Fase pertengahan terdapat

kelenjar yang memanjang dan berbentuk kurva. Fase proliferasi lanjut,

kelenjar akan berkelok-kelok dengan inti pseudostratified (Guyton, 2014).

2. Fase Sekretorik (Fase Progestasional)

Fase ini dimulai pada saat ovulasi dan berakhir sekitar 14 hari, dimana fase

ini disebut pula dengan fase luteal. Endometrium mencapai ketebalan yang

maksimal yaitu sebesar 5-6 mm oleh karena pelepasan dan edema dari

stroma. Progesteron yang disekresikan oleh korpus luteum akan

merangsang sel epitel dari kelenjar uterus mensekresikan dan

mengumpulkan glikogen, mendilatasikan lumen grandula dan membuat

kelenjar bergulung-gulung. Estrogen menyebabkan proliferasi sel

tambahan pada endometrium. Fase ini bertujuan untuk menyiapkan

cadangan nutrien dan menciptakan kondisi yang cocok untuk implantasi

ovum apabila terjadi fertilisasi (Junquiera, 2013). Sitoplasma sel-sel

stroma pada fase ini akan meningkat dan suplai darah ke endometrium

akan meningkat (Guyton, 2014).

3. Fase Menstrual

Ovum yang tidak dibuahi oleh sperma akan mengakibatkan kadarkorpus

luteum akan menurun sehinggakadar estrogen dan progesteron akan

menurun sampai kadar yang rendah. Menstruasi disebabkan oleh

penurunan estrogen dan progesteron pada akhir siklus ovarium bulanan.

Fase ini terjadi spasme otot, penurunan zat nutrien untuk endometrium dan

hilangnya rangsangan hormonal sehingga akan memulai proses nekrosis

pada endometrium khususnya pada pembuluh darah. Prostaglandin sebagai

salah satu vasokonstriktor akan meningkat. Sel-sel akan mengalami cidera

hipoksik dan melepaskan sitokin yang akan meningkatkan permeabilitas

membran vaskular dan migrasi dari leukosit. Proses tersebut diatas akan

merangsang kontraksi uterus yang menyebabkan pengeluaran isi uterus

berupa permukaan endometrium, stroma dan lakuna-lakuna darah. Akhir

fase menstrual, endometrium menjadi lapisan yang tipis dan mengalami

epitelisasi kembali dan bersiap untuk memulai siklus baru (Junquiera,

2013).

Menopause

Menopause merupakan proses alami yang terjadi pada setiap wanita. Akhir

masa reproduksi, wanita akan mengalami menopause yang terjadi pada

umur 52 tahun, namun dapat pula terjadi pada umur 40-58 tahun. Seorang

wanita dinyatakan mengalami menopause apabila menstruasi terhenti

secara spontan paling sedikit selama satu tahun. Menopause merupakan

suatu proses fisiologis yang disebabkan oleh terhentinya aktivitas folikel

ovarium sehingga muncul gejala-gejala menopause (Jan, et al., 2010).

Menopause membuat seorang wanita harus menyesuaikan kembali

kehidupan reproduksi dari adanya rangsangan estrogen menjadi tanpa

estrogen, sehingga sekitar 15% wanita mengalami keluhan menopause

yang cukup berta dan membutuhkan perawatan (Guyton, 2014).

Menopause terjadi akibat penurunan hormon-hormon seks wanita sampai

akhirnya terhenti sama sekali dan ditandai dengan berhentinya siklus

menstruasi. Periode fisiologis ini terjadi oleh karena terhentinya fungsi

ovarium. Siklus seks akan menjadi tidak teratur, pada awal periode akan

terjadi ovulasi yang lebih sering dan beberapa bulan sampai tahun

setelahnya siklus akan terhenti sama sekali. Pada usia 45 tahun, setiap

wanita hanya memiliki sedikit folikel primordial yang harus dirangsang

oleh Follile Stimulating Hormone (FSH) dan Luteinizing Hormone (LH)

sehingga menyebabkan produksi estrogen dari ovarium akan menurun saat

jumlah folikel primordial mendekati jumlah nol (Guyton, 2014).

Kadarestrogen yang menurun akan mengakibatkan munculnya berbagai

gejala seperti suhu tubuh meningkat (Hot Flashes) yang ditandai dengan

kemerahanekstrim pada kulit, berkeringat pada malam hari, vagina kering,

pendarahan yang tidak teratur,keluhan psikis (gugup, insomnia,

sertaperubahan mood), sakit kepala, dan depresi. Menopause juga

meningkatkan risiko seorang wanita menderita osteoporosis oleh karena

penurunan estrogen sehingga terjadi penurunan kekuatan tulang dan

kalsifikasi tulang (Sejal and Agarwal, 2013).Pasca menopause akan terjadi

atrofi endometrium, lapisan fungsional dari endometrium akan hilang,

kelenjar endometrium akan berubah bentuk dan jumlah kelenjar akan

menurun, ketebalan otot pada lapisan otot uterus akan menurun yang

menunjukkan bahwa tidak adanya proses proliferasi pada uterus (Sivridis,

et al.,2004).

1.1.3 Estrogen dan Pengaruh Estrogen pada Perubahan Uterus

Hormon Estrogen merupakan hormon yang disekresikan dari ovarium sebagai

respon terhadap kedua hormon seks wanita dari kelenjar hipofisis anterior yaitu

FSH dan LH. Estrogen pada wanita dihasilkan oleh sel teka dan granulosa pada

ovarium. Estrogen endogen di dalam plasma wanita terdiri dari tiga jenis yaitu 17

B –estradiol (E2), estrone (E1), and estriol (E3) yang memiliki struktur 18 atom C

dan disintesis dari kolesterol (Huseyin, 2013).

Hormon steroid disintesis dari kolesterol yang sebagian besar berasal dari

darah dan dalam jumlah kecil dari koenzim A. Kolesterol menempel pada reseptor

lipoprotein. Hormon steroid disintesis melalui pregnolone yaitu steroid prekusor

umum yang dibentuk dari pemisahan enzimatik 6-carbon side-chain dari molekul

kolerterol 27 karbon, dimana reaksi katalisis diperantarai oleh sitokrom P450 Side

Chain Cleavage Enzyme (P450scc, CYP11A1) pada mitokondria (Zulma, 2012).

Proses aromatisasi akan mengkatalisis Aromatic Hydroxylate dari A ring androgen

C19, terbentuk estradiol dan estron dari androstenedione dan testosterone. Pada

liver terjadi proses perubahan estron dan estradiol menjadi estrol oleh 16α-

hydroxylase. Proses aromatitasipada ovarium akan menghasilkan estradiol aktif,

dimana seluruh proses tersebut dirangsang oleh FSH (Huseyin, 2013).

Sel-sel teka berkembang dari selprekursor steroidogenik stroma yang berada dari

luar folikel ovarium. Sel-sel teka mensintesis androgen sebagai respon terhadap

Human Chorionic Gonadotropin(HCG) dan pituitary. Sel-sel granulosa dan teka

dapat menghasilkan estrogen dan progesteron sebagai respon terhadap rangsangan

LH dan FSH dibantu oleh enzim CYP19 aromatase (Zulma, 2012). Estrogen

merupakan hormon seksual utama dan penting dalam perkembangan reproduksi

pada wanita. Estrogen alami merupakan bagian dari hormon steroid dan akan

mengatur sistem hormonal wanita dari pubertas sampai menopause. Fitoestrogen

merupakan senyawa yang mirip dengan estrogen alami dan berasal dari tumbuhan

serta memiliki efek yang sama terhadap estrogen pada manusia dalam

menanggulangi gejala menopause (Zulma, 2012).

Hormon estrogen utama yang disekresi oleh ovarium adalah estradiol (E2 atau

17β-estradiol), memiliki struktur molekular 17 carbon (C17) dan 2 kelompok

hidroksil (Zulma, 2012), dimana struktur ini pula yang terdapat pada flavonoid

dan antosianin. Estron disekresi dalam jumlah kecil, namun sebagian besar estron

diproduksi dari androgen di jaringan perifer oleh korteks adrenal dan sel teka

ovarium. Estriol merupakan produkoksidasi yang berasal dari estradiol dan estron

serta merupakan estrogen yang lemah (Guyton, 2014). Estradiol memiliki efek

estrogenik 10 kali lebih poten dibandingkan dengan estron dan 80 kali lebih poten

dibandingkan dengan estriol. Pada masa menopause produksi estrogen turun yang

disebabkan oleh berkurangnya folikel ovarium (Zulma, 2012).

Estrogen memiliki fungsi utama pada uterus yaitu berperan dalam proliferasi sel

dan pertumbuhan jaringan yang berhubungan dengan fungsi reproduksi. Estrogen

disekresi dalam jumlah yang kecil pada masa anak-anak dan akan terjadi

peningkatan pada saat pubertas. Estrogen akan mengalami peningkatan jumlah

dibawah pengaruh hormon gonadotropin. Rangsanganhormon gonadotropin yang

meningkat ini akanmembuat ovarium, uterus, vagina dan tuba fallopi bertambah

besar. Masa pubertas terjadi peningkatan ukuran uterus dan terjadi perubahan

pada endometrium, kemudian terjadi proliferasi stroma dan peningkatan

perkembangan kelenjar endometrium (Guyton, 2014).

Estrogen merangsang perkembangan jaringan yang terlibat dalam reproduksi.

Estrogen merangsang timbulnya ciri seks sekunder saat pubertas. Rangsangan

estrogen membuat epitel vagina mengalami proliferasi dan diferensiasi,

endometrium uteri berproliferasi dan jumlah kelenjar akan mengalami

peningkatan, miometrium uterus mengembangkan gerakan yang bersifat intrinsik

serta berirama, rambut getar tuba fallopi bergerak aktif dan serviks mengalami

pertumbuhan. Jaringan uterus mengalami perubahan struktur histologi yang

dinamis sesuai dengan perubahankadar hormon estrogen(Weihua, et al., 2000).

Estrogen dapat memberikan efek pada organ dan jaringan target apabila pada

organ dan jaringan tersebut memiliki reseptor estrogen. Reseptor estrogen

merupakansalah satu kelompok protein yang diaktifkan oleh hormon estrogen dan

ditemukan di dalam sel. Reseptor estrogen terdiri dari dua reseptor inti yaitu

reseptor estrogen α dan β. Ekspresi reseptor estrogen α terutama pada uterus,

prostat (stroma), ovarium (sel teka), testis (sel leydig), epididimis, tulang,

payudara, berbagai daerah pada otak, hati dan jaringan lemak putih. Reseptor

estrogen β terdapat pada kolon, prostat (epithelium), testis, ovarium (sel

granulose), sumsum tulang, kelenjar ludah, endotel vaskular dan beberapa daerah

pada otak. Reseptor estrogen bekerja sebagai dimer untuk mengatur pengaktifan

transkripsi (Maria, 2011).

Reseptor estrogen mengatur ekspresi gen sebagai respon terhadap paparan

estrogen (Erin, et al., 2011). Fitoestrogen merupakan salah satu ligan yang mampu

menempel pada reseptor estrogen pada keadaan tanpa estrogen. Pada pensignalan

tergantung ligan, proses dimulai dari ikatan estrogen ke reseptor estrogen dan

kemudian akan terjadi transkripsi sel spesifik, akan memacu pengerahan

koregulator ke reseptor yang akan membentuk struktur kromatin dan

memfasilitasi pengerahan RNA Polymerase II Transcriptional Machinery.

Hormon steroid (estrogen) maupun fitoestrogen (terapi substitusi pada

keadaan tanpa estrogen) merupakan senyawa yang terlarut lemak sehingga

mampu lewat dengan mudah melewati membran sel dan mencapai sitoplasma.

Pada sitoplasma, hormon estrogen dan fitoestrogen berikatan dengan reseptor

estrogen dan bentuknya komplementer dengan receptor binding site. Estrogendan

fitoestrogen membuat reseptor estrogen berubah bentuk dan membentuk DNA

binding site. Komplek estrogen dengan reseptor estrogen berpindah kedalam

nukleus dan berikatan ke sekuen spesifik pada promoter dari estrogen responsive

gene dan bekerja sebagai faktor transkripsi, merekrut RNA polymerase dan

mengizinkan proses sintesis mRNA. Messenger RNA akan keluar dari inti dan

berjalan sepanjang ribosom untuk proses translasi dan memproduksi protein

spesifik yang akan bekerja pada sel dan jaringan (Kyuri, 2011)

1.2 Umbi Ubi Jalar Ungu (Ipomoea batatas L)

1.2.1 Komposisi Senyawa Umbi Ubi Jalar Ungu (Ipomoea batatas L)

Ubi jalar ungu merupakan salah satu tumbuhan ubi yang ditemukan di Indonesia

selain ubi jalar kuning, putih dan merah. Ubi jalar ungu dengan nama ilmiah

Ipomoea batatas L dalam taksonomi diklasifikasikan seperti berikut ini

(Iriyanti,2012):

Kingdom : Plantea

Devisi : Spermatophyta

Subdivisi : Angiospermae

Kelas : Dicotylodonnae

Ordo : Convolvulales

Famili : Convolvulaceae

Genus : Ipomoea

Spesies : Ipomoea Batotas

Ubi jalar ungu memiliki zat pewarna alami makanan. Warna tersebut diperoleh

dari bagian umbi maupun kulit.Umbi ubi jalar ungu mengandung flavonoid

antosianin yang memiliki struktur sama dengan flavonoid isoflavon, dimana

terdapat hasil penelitian yang menyatakan bahwa flavonoid golongan Isoflavon

memiliki aktivitas fitoestrogen (Iriyanti,2012).

Ubi jalar ungu mengandung nutrisi tinggi, yang menyediakan nutrien-nutrien

sebesar 90% dari nutrien yang diperlukan oleh tubuh. Umbi dari ubi jalar ungu

merupakan sumber dari karbohidrat, beberapa vitamin (A, B1, B2, B3, B5, B6, C,

E) serta mineral (Mohanraj and Sivasankar, 2014). Nutrien dan fitokimia yang

terkandung pada ubi jalar ungu disajikan pada tabel 2.1.

Tabel 2.1

Nutrien dan fitokimia yang terkandung pada Ubi Jalar Ungu

(Mohanraj and Sivasankar,2014; Troung, et al.,2010).

Nutrien Per 100 Gram Komposisi

Energi 360 kJ (86 kkal)

Pati 12.7 g

Protein 1,6g

Karbohidrat 20.1 g

Lemak 0.1 g

Gula 4.2 g

Serat 3.0 g

Vitamin A

- beta-carotene

- lutein and zeaxanthin

709 lg (89%)

8509 lg (79%)

0 lg

Thiamine (vitamin B1) 0.1 mg (9%)

Riboflavin (vitamin B2) 0.1 mg (8%)

Pantothenic acid (vitamin B5) 0.8 mg (16%)

Folat (vitamin B9) 11 lg (3%)

Niacin (vitamin B3 0.61 mg (4%)

Vitamin B6 0.2 mg (15%)

Vitamin C 2.4 mg (3%)

Kalsium 30.0 mg (3%)

Magnesium 25.0 mg (7%)

Potassium 337 mg (7%)

Zinc 0.3 mg (3%)

Vitamin E 0.26 mg (2%)

Besi 0.6 mg (5%)

Phosphorus 47.0 mg (7%)

Sodium 55 mg (4%)

Fenolik 261.4-712.8 mg per 100 grberat kering

Antosianin 110-210 mg antosianin per 100 mg

berat basah

Pada umbi dari ubi jalar ungu terkandung berbagai macam fitokimia. Fitokimia

mayor yang terkandung dalam umbi ubi jalar ungu yaitu flavonoid (antosianin),

alkaloid, atraquinon, coumarin, saponin, tannin dan asam fenolik (Mohanraj and

Sivasankar, 2014). Senyawa flavonoid yang terkandung dalam umbi ubi jalar

ungu diketahui memiliki aktiitas fitoestrogen (Poluzzi, et al., 2014).

Fitoestrogen termasuk dalam metabolit sekunder yang mampu menginduksi

respon-respon biologis pada vertebrata serta dapat menyerupai dan memodulasi

kerja dari estrogen endogen melalui ikatatannya dengan reseptor estrogen.

Tumbuhan lain yang mengandung fitoestrogen diantaranya bawang putih dan

peterseli, berbagai macam biji-bijian seperti gandum dan beras. Sayuran yang

mengandung fitoestrogen seperti kedelai, kacang-kacangan, wortel, kentang.

Buah-buahan seperti buah delima, ceri, serta apel(Poluzzi, et al., 2014).

Fitoestrogen dibagi menjadi 2 kelas besar yaitu flavonoid dannon flavonoid. Kelas

flavonoid dibagi menjadi 3 subkelas yaitu isoflavon (genistein, daidzein,

glycitein), biochanin A, Antosianin dan Formononetin. Bahanalam yang telah

banyak diteliti dan memiliki aktivitas fitoestrogen adalah golongan flavonoid

(Bakker, 2004). Fitoestrogen bervariasi dalam hal struktur, potensi estrogenikdan

ketersediaannya dalam sumber makanan seperti kedelai, sereal, dan kecambah

(Kummer, et al.,2001). Fitoestrogen sebagai senyawa non steroid memiliki

struktur yang sama dengan estrogen alami seperti 17β-estradiol yaitu memiliki

cincin fenolik yang dipisahkan oleh 2 kelompok hidroksil. Fitoestrogen memiliki

2 gugus hidroksil (OH) yang berjarak 11,0-11,5 A0 pada intinya yang sama persis

dengan estrogen alami. Jarak 11 A0 dan gugus OH inilah yang menjadi struktur

pokok suatu subtrat agar mempunyai efek estrogenik sehingga mampu untuk

berikatan dengan reseptor estrogen (Sitasiwi, 2009). Afinitas ikatan terhadap

reseptor estrogen dapat terjadi oleh karena adanya sistem cincin planar atau cincin

fenolik yang terdiri dari struktur dua cincin terbagi menjadi atom-atom karbon dan

dipisahkan oleh ikatan hidrofobik dan hidrogen (Zhao, 2010). Penelitian yang

menguji efek fitoestrogen pada kedelai dengan memberikan hasil berupa

peningkatan berat uterus,ketinggian epitel luminal, edema rahim, hiperplasia

epitel luminal dan kelenjar aciniserta menunjukkan bahwa fitoestrogen pada

kedelai bekerjadalamuterus melalui mekanisme penempelan pada reseptor

estrogen, kemudian kompleks ligan-reseptormenginduksi Expression Of Estrogen-

Responsive Genes (Francisco, et al.,2013). Penelitian tentang efek fitoestrogen

ekstrak kacang panjang pada tikus betina memberikan hasil berupa peningkatan

jumlah kelenjar dan ketebalan lapisan endometrium (Suardi, 2016). Pada

penelitian dengan menggunakan ekstrak daun ekor naga memberikan hasil bahwa

fitoestrogen yang terkandung mampu menyebabkan peningkatan ketebalan

endometrium sebesar 38,7% dan peningkatan diameter uterus sebesar 30.3%

(Fernandez, et al.,2015)

Flavonoid merupakan salah satu fitoestrogen yang terkandung dalam ekstrak

umbi ubi jalar ungu. Flavonoid adalah kelompok besar polisiklik phenol yang

berasal dari tanaman dan memberikan berbagai efek pada mamalia (Kummer, et

al., 2001). Struktur kimia flavonoid memiliki struktur umum berupa kerangka 15

karbon, yang terdiri dari dua cincin fenil atau cincin aromatik (A dan B) dan

cincin heterosiklik (C) yang terdiri dari satu atom oksigen. Struktur ini disebut

dengan flavan(Kummer, et al., 2001).

Kelompok-kelompok flavonoid memiliki beberapa fungsi penting untuk

tumbuhan diantaranya memberikan perlindungan dalam melawan efek yang buruk

dari radiasi sinar ultraviolet dan pigmentasi pada tumbuhan. Flavonoidberfungsi

pula sebagai antioksidan, antibakteri dan ativirus, serta meregulasi dalam ekspresi

gen dan memodulasi kerja enzim (Kozlowska and Szostak, 2014). Efek flavonoid

terhadap uterus telah dilakukan penelitian yaitu pada pemberian ekstrak daun

Kenari yang memberikan hasil penelitian berupa peningkatan tebal lapisan

endometrium dan jumlah kelenjar endometrium (Marfuah, et al.,2017).

Isoflavonmerupakan salah satu sub kelas flavonoid dan paling banyak

didapatkan dalam kacang-kacangan, memiliki kesamaan struktur kimia dengan

steroid estrogenik yang ada dalam tubuh manusiadanmemiliki efek yang mirip

(agonis) dengan senyawa estrogenik dalam tubuh (Nikov, et al ., 2000).

Fitoestrogen utama dari golongan isoflavon adalahgenisteindandaidzein

(Kummer, et al.,2001). Genistein telah dibuktikan mampu menempel pada kedua

reseptor estrogen (Jeffrey,et al.,2003). Isoflavon banyak digunakan sebagai terapi

alternatif atau komplementer untuk HRT pada kasus menopause (Pilsakova, et al.,

2010). Penelitian dengan menggunakan ekstrak kedelai yang mengandung

isoflavon mampu memperlambat osteoporosis pada wanita menopause (Atun,

2009).

Fitoestrogenisoflavon apabila diberikan pada tikus normal (tidak dilakukan

ovarektomi) tidak mengakibatkan perubahan kadar estradiol, namun peningkatan

kadar serum estradiol terjadi jika isoflavon diberikan kepada tikus yang

diovarektomi (Kawakita, et al., 2009). Fitoestrogenmemberikan efek proliferatif

pada sel-sel uterustikus yang diovarektomi, yang dimediasi oleh ekspresi protein

melalui reseptor estrogen (Jiang and Helmy, et al., 2014).Suplemen makanan

yang mengandung isoflavon dari kedelai banyak dikonsumsi sebagai pengobatan

alternatif untuk mengatasi gejala menopause. Observasi yang dilakukan terhadap

ekstrak kedelai yang mengandung isoflavon menyatakan bahwa di Asia

(mengkonsumsi kedelai secara rutin) hanya 10% - 20% saja wanita yang

mengalami hot flashes dibandingkan dengan 70% - 80% wanita di negara barat

(tidak rutin mengkonsumsi kedelai).Hipotesis yangdapat menjelaskan perbedaan

ini adalahbahwa isoflavon dalam kedelaimempengaruhi respon tubuh terhadap

perubahan tingkat hormon pada menopause. (Jeffrey,et al., 2003).

Isoflavonmengakibatkan terjadinya suatu proses aktivasi yang disebut dengan

Estrogen Response Elements pada sisi dalam membran inti. Pada jalur tersebut,

proses-proses transkripsi dapat pula dipengaruhi (Pilsakova, et al., 2010). Proses

tersebut akan berpengaruh pada tingkat organ dan jaringan terutama pada uterus.

Penelitian dengan menggunakan tepung kedelai dan tepung tempe sebagai sumber

isoflavon, menunjukkan bahwa isoflavon ini mampu meningkatkan jumlah

kelenjar endometrium (Sitasiwi, 2009).

Antosianin merupakan senyawa yang terkandung pada ekstrak umbi ubi jalar

ungu. Antosianin termasuk golongan flavonoid yang merupakan pewarna alami

dan terdapat pada bunga, buah dan sayur yang berwarna ungu, merah dan orange

(Miguel, 2011). Struktur kimia antosianin dan jalur biosintesisnya sangat mirip

dengan flavonoid golongan isoflavon yang merupakan flavonoid dengan aktivitas

estrogenik (Schmitt and Stopper, 2001), oleh karena itu antosianin memiliki

aktivitas estrogenik pula.

Gambar 2.3 Kesamaan struktur isoflavon genistein dan daidzein dengan 17-β-

estradiol (Pilsakova, et al., 2010)

Antosianin disintesis melalui jalur sintesis flavonoid. Antosianinmemberikan

banyak manfaat positif untuk kelangsungan hidup manusia yaitu memiliki

aktivitas sebagai antioksidan dan penghambat radikal bebas, sebagai antivirus dan

antimikroba serta antikanker dan antimutagenik (Xiaolan, et al., 2013).Inti dari

antosianidin memiliki kerangka flavonoid C6-C3-C6 yang khas dan terdiri dari

satu cincin benzopiran heterosiklik (sebagai cincin C), cincin aromatik yang

menyatu (sebagai cincin A) serta satu unsur penil (sebagai cincin B). Struktur

cincin aromatik (C-Planar atau C-Fenolik) inilah yang memiliki pengaruh yang

besar terhadap afinitas perlekatan ke reseptor estrogen (Teresa, et al.,

2010).Antosianin terdiri dari 3 jenis yang utama yaitu pelargonidin, cyaniding dan

delphinidin(Zhao and Tao, 2015).

Biosintesis antosianin dimulai dari precursor langsung fenilalanin yang dapat

dibagi menjadi 3 tahap. Tahap pertama yaitu perubahan fenilalanin menjadi

Coumarate-Coenzym A (CoA) dengan bantuan Phenylalanine Ammonia Lyase

(PAL), Cinnamate-4-Hydroxylase (C4H) and 4-Coumarate Coa Ligase (4CL),

dimana merupakan tahap yang umum pada beberapa jalur metabolisme sekunder.

Tahap kedua yaitu pembentukan dihidroflavonol oleh salah satu

molekulcoumarate-CoA dan tiga molekul malonyl-CoA yang dikatalisi oleh

Chalcone Synthase (CHS), Chalcone Isomerase (CHI), Flavanone-3-Hydroxylase

(F3H), Flavonoid3-Hydroxylase (F3H) dan flavonoid 3,5-Hydroxylase (F35H),

yang merupakan reaksi kunci dari metabolisme flavonoid. Tahap terakhir yaitu

pembentukan berbagai macam antocianidin oleh dihidroflaonol yang dikatalisis

oleh Dihydroflavonol 4-Reductase (DFR) dan Anthocyanidin Synthase (ANS).

Sintesis antosianidin kemudian dlanjutkan dengan serangkaian tahap glikosilasi

dan metilasi untuk membentuk antosianin stabil yang dikatalisis oleh Flavonoid

GlucosylTransferase (UFGT) And Methyl Trans- Ferase (MT) (Zhao and Tao,

2015). Biosintesisantosianin dijabarkan pada gambar 2.5.

Gambar 2.4 Struktur Senyawa Antosianin (Zhao and Tao, 2015).

Gambar 2.5 Jalur Biosintesis Antosianin pada Tumbuhan (Zhao and Tao, 2015)

Aktivitas fitoestrogen antosianin ditunjukan pada penelitiandengan tikus yang

diovarektomi. Tikus mengalami gangguan kesehatan mental, gangguan

emosional, gangguanmemori dan kegagalan kognitif lainnya, yang disebabkan

oleh penurunan estrogen. Suplementasiantosianin anggurdiberikan pada tikus

tersebut dan terjadi peningkatan memori tikus, efek ini diperkirakan karena

aktifitas fitoestrogen dari antosianin. (Shukitt, et al.,2007). Antosianinmemiliki

aktivitas fitoestrogen dan diperkirakan mampu menempel pada reseptor estrogen

α dan mengaktivasi ekspresi gen yang dependen terhadap estrogen (Schmittand

Stopper, 2001).

Antosianin sangat mirip dengan estrogen alami tubuh yaitu estradiol sehingga

antosianin mampu berikatan dengan reseptor estrogen dan kemudian

mengaktifkan Estrogen Dependent Gene Expression(Schmittand Stopper, 2001).

Ikatan antosianin dengan reseptor estrogen akan mengatur transkripsi, reseptor

estrogen memerlukan interaksi kompleks koregulator seperti koaktifator untuk

merangsang ekspresi gen atau korepresor sebagai penghambat ekspresi gen (Karin

Dahlan Wright,et al., 2006). Antosianin berperan sebagai agonis reseptor estrogen

yang mempengaruhi pensignalan reseptor estrogen dengan cara berkompetisi

dengan estrogen endogen pada Estrogen Receptor Binsing Site melalui

mekanisme awal yaitu dengan berinteraksi dengan Ligand Binding Domain (LBD)

dari reseptor estrogen sehingga dapat mengaktifasi reseptor estrogen dan

mempengaruhi ekspresi reseptor estrogen (Erin & Xu, 2011).

Fitoestrogen antosianin merupakan salah satu dari Estrogen Disrupting

Chemical (EDC) yaitu komponen dari lingkungan yang memiliki aktivitas

estrogenik dan mampu mempengaruhi biosintesis, pensignalan serta metabolisme

dari hormon normal dengan perantara reseptor estrogen. Estrogen Disrupting

Chemical dapat meningkatkan aktivitas reseptor estrogen dengan cara

mempengaruhi pensignalan reseptor estrogen dengan cara interaksi langsung

dengan reseptor estrogen ataupun secara tidak langsung melalui faktor transkripsi

seperti Aryl Hydrocarbon Receptor (AhR) atau melalui modulasi dari enzim-

enzim metabolism yang penting untuk sintesis dan metabolism estrogen normal.

(Erin and Xu, 2011).

Gambar 2.6 Mekanisme dari EDC (Erin and Xu, 2011).

1.2.2 Antosianin sebagai Fitoestrogen dan Pengaruh Antosianin pada Uterus

Antosianin sebagai fitoestrogen mampu memberikan efek pada organ reproduksi

wanita terutama pada uterus berupa perbaikan pada struktur uterus melalui proses

proliferasi. Menopause menyebabkan penurunan struktur organ uterus seperti

atrofi lapisan miometrium dan penurunan jumlah sel kelenjar uterus. Senyawa

antosianin pada ekstrak etanol umbi ubi jalar ungu telah dilakukan penelitian pada

tikus putih yang diovarektomi mempengaruhi jaringan organ reproduksi wanita

yaitu jaringan vagina tikus betina yang diovarektomi tersebut (Wiryawan, et

al.,2016). Penelitian yang menggunakan ekstrak Blackcurrant (Ribes nigrum L)

terbukti mengandung antosianin, menunjukkan bahwa pemberian ekstrak

Blackcurrant dosis tinggi memiliki efek fitoestrogen yang potensial

mempengaruhi endometrium uterus (Naoki, et al., 2012). Penelitian

denganekstrak strawberi dengan kandungan antosianin, didapatkan bahwa ekstrak

ini dapat menurunkan sel leiomioma pada uterus dengan cara meningkatkan

apoptosis sel tersebut (Islam, et al.,2017).

Umbi ubi jalar ungu mengandung antosianin dalam jumlah yang cukup besar dan

merupakan sumber antioksidan serta beberapa zat lain yang bermanfaat untuk

kesehatan (Suprapta, et al., 2004). Beberapa penelitian dengan ekstrak umbi ubi

jalar ungu menemukan bahwa umbi ubi jalar ungu mampu menjaga kadar gula

darah, mencegah peningkatan MDA dan meningkatkan total antioksidan pada

tikus putih yang diberi intake tinggi gula (Sutirtayasa and Jawi, 2013). Ekstrak

etanol umbi ubi jalar ungu juga mampu mencegah peningkatan profil lipid (Jawi

and Budiasa,2011).

Tanaman selain umbi ubi jalar ungu seperti ubi jalar kuning dan wortel

mengandung antosianin.Ubi Jalar Ungu memiliki kandungan fenolik yang paling

tinggi yaitu berkisar 261.4-712.8 mg per 100 gr berat kering (Troung, et al.,2010).

Kadarantosianin dari tertinggi sampai terendah, Ubi Jalar Ungu memiliki kadar

antosianin tertinggi setelah Blackcurrant dan Bluebery yaitu 110-210 mg

antosianin per 100 mg berat basah (Troung, et al.,2010) dengan perkiraan

konsumsi harian antosianin di Amerika Serikat sebesar 12,5 mg/hari (Ship, 2010).

Penelitian sebelumnya dengan ekstrak umbi ubi jalar ungu pada tikus dengan

diabetes dapat meningkatkan ekspresi gen Superoxide Dismutase dan Catalase

serta menurunkan kadar MDA menggunakan esktrak etanol umbi ubi jalar ungu

sejumlah 1ml, 2ml dan 4ml yang diberikan selama 30 hari dapat memberikan hasil

bermakna pada pemberian ekstrak etanol umbi ubi jalar ungu sejumlah

4ml(Satriyasa & Jawi,2014).

Tingkat kestabilan antosianin pada umbi ubi jalar ungu bergantung pH, dimana

pada kondisi asam antosianin akan berwarna merah dan pada kondisi basa

antosianin akan berwarna biru.Antosianin memiliki stabilitas yang rendah, dimana

pigmen antosianin pada umbi ubi jalar ungu lebih tinggi daripada ubi jenis lain

(Hambali, et al.,2014). Prosesekstraksi umbi ubi jalar ungu menggunakan etanol

dapat menarik senyawa lebih tinggi dibandingkan dengan pelarut lainnya (Jawi, et

al.,2017).

1.3 Hewan Model Menopause

Penelitian ini menggunakan hewan coba tikus putih betina strain wistar. Tikus

betina memiliki siklus reproduksi yang disebut dengan siklus estrus. Siklus estrus

terjadi perubahan histologi, anatomi dan fisiologi pada sistem reproduksi. Siklus

estrus terdiri dari 4 tahap yaitu proestrus, estrus, metestrus dan diestrus. Tikus

betina memiliki siklus estrus dengan tipe poliestrus yang berlanjut, dimana fase

diestrus pada akhir satu estrus akan langsung dilanjutkan dengan fase proestrus

siklus estrus selanjutnya. Maturitas seksual pada tikus betina pada umumnya

terjadi pada umur 30-50 hari. Pubertas ditentukan dari pembukaan vagina dan

estrus pertama. Vagina tikus terbuka pada umur 34-109 hari. Siklus estrus pertama

diperkirakan terjadi pada 1 minggu setelah vagina terbuka dan terjadi setiap 4-5

hari (Kusumawati, 2004)

Uterus tikus berbentuk duplex yaitu terdiri dari dua tuba uterin yang

bergabung bersama dan terbuka ke dalam vagina melalui dua servik yang terpisah.

Histologi uterus tikus dibagi menjadi tiga lapisan yaitu endometrium, miometrium

dan perimetrium. Endometrium terdiri dari epitel permukaan yaitu epitel

kolumnar yang dilapisi oleh lamina propria, terdiri dari pembuluh darah dan

kelenjar endometrium. Miometrium terdiri dari otot polos sirkular pada bagian

dalam dan otot polos longitudinal pada bagian luar. Perimetrium terdiri dari

jaringan ikat yang tipis dan dilapisi oleh serosa (Kusumawati, 2004).

Tikus betina yang dilakukan prosedur ovarektomi bilateral merupakan hewan

model yang paling banyak dipakai untuk hewan model menopause. Ovarektomi

bilateral menyebabkan penurunan kadar estrogen dan pada hewan model

menunjukkan tanda-tanda seperti: kehilangan massa tulang, gangguan

kardiovaskular, gangguan metabolik, peningkatan kolesterol total, peningkatan

aktivitas peroksidase, penurunan total antioksidan, peningkatan kerusakan protein

akibat oksidasi (Behr, et al., 2012), diabetes, gangguan fungsi otot, dan

peningkatan marker inflamasi (Signorelli, et al., 2006).Tikus putih betina yang

diovarektomi bilateral sangat baik digunakan untuk mengevaluasi dan menguji

aktifitas estrogenik sebuah senyawa (Kawakita, et al.,2009), oleh karena uterus

tikus yang diovarektomi mengalami perubahan dalam ekspresi gen (mRNA

reseptor estrogen), sintesis DNA, ekspresi reseptor estrogen, hipertrofi seluler dan

perubahan vaskular (Kenneth, et al.,2000).

Gambar 2.7 Histologi Uterus Tikus (Organisation for Economic Co-operation

and Development)

Aktivitas estrogenik suatu bahan dapat diketahui dengan mengamati respon

saluran reproduksi tikus betina yang diovarektomi meliputi:proliferasi jaringan

gonadal dan peningkatan berat basah uterus, ekspresi mRNA gen reseptor

estrogen α dan reseptor estrogen β, hipertrofi seluler dan sintesis DNA, (Kummer,

et al., 2001). Penelitian ini melihatefek ekstrak etanol umbi ubi jalar ungu pada

Keterangan:

En: endometrium Ep: surface epithelium

LP: lamina propria

G: endometrial gland

My: myometrium

C: circular layer (inner) L: longitudinal layer (outer)

Pe: perimetrium

organ reproduksi wanita terutama miometrium dan endometrium oleh karena

lapisan ini merupakan lapisan yang responsif terhadap perubahan hormon

reproduksi, sehingga perubahan lapisan ini bervariasi sepanjang siklus menstruasi

dan dapat dijadikan indikator terjadinya fluktuasi hormon yang sedang terjadi

pada hewan tersebut (Sitasiwi, 2006).