6

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Tanaman Sambiloto (Andrographis paniculata (Burm. f.) Nees)

2.1.1. Taksonomi Tanaman Sambiloto

Secara taksonomi menurut Sivananthan dan Elamaran (2013), sambiloto

dapat diklasifikasikan sebagai berikut:

Subkingdom : Trakeobionta, tanaman berpembuluh

Superdivisi : Spermatopita, tanaman berbiji

Divisi : Angiospermae

Kelas : Dicotyledoneae

Subkelas : Gamopetalae

Ordo : Personales

Famili : Acanthaceae

Subfamili : Acanthoidae

Genus : Andrographis

Spesies : Andrographis paniculata Nees

Gambar 2.1. Herba sambiloto (Andrographis paniculata (Burm. f.) Nees)

7

2.1.2. Morfologi Sambiloto

Sambiloto merupakan herba tahunan, semua bagiannya terasa sangat pahit.

Tanaman ini tumbuh banyak di asia tenggara seperti di India, Sri Lanka, Pakistan,

malaysia dan Indonesia, dan dibudidayakan secara luas di India, Cina dan Tailand

(Jarukamjorn dan Nemoto, 2008). Sambiloto merupakan tumbuhan tegak yang

berukuran 40 sampai 90 cm. Cabang berbantuk segi empat dan tidak berambut,

percabangan banyak dengan letak yang berlawanan. Bentuk daun lanset, panjang

daun 3 cm sampai 12 cm dan lebar daun 1 cm sampai 3 cm, panjang tangkai daun

5 mm sampai 25 mm, ujung dan pangkal daun tajam atau agak tajam, tepi daun

rata. Perbungaan tegak bercabang-cabang, panjang kelopak bunga 3 mm sampai 4

mm, bunga berbibir berbentuk tabung, bibir bunga bagian atas berwarna putih

atau berwarna kuning dengan ukuran 7 mm sampai 8 mm, bibir bunga bawah

lebar berbentuk biji berwarna ungu dengan panjang 6 mm (DepKes RI, 1979).

Tanaman ini dapat tumbuh hingga mencapai kira-kira 30-110 cm pada daerah

yang teduh dan lembab (Jarukamjorn dan Nemoto, 2008).

2.1.3. Kandungan Kimia Sambiloto

Andrographis paniculata (Burm. f.) Nees mengandung diterpen dan

flavonoid. Flavonoid banyak terdapat pada akar tapi dapat juga diisolasi dari daun.

Herba sambiloto mengandung alkana, keton dan aldehid. Beberapa jenis diterpen

telah teridentifikasi dalam herba sambiloto diantaranya yaitu deoksiandrografolid,

andrografolid, neoandrografolid, 14-deoksi-11, 12-didehidroandrografolid,

isoandrografolid, dan 3,19-dihydroxy-15-methoxy-entlabda-8(17),11,13-trien-

8

16,15-olide. Beberapa jenis flavonoid yaitu Dihydroxydimethoxyflavone; 5,4'-

dihydroxy-7,8-dimethoxyflavone; Apigenin-7-O-β-D-glucuronide, dan 5,4'-

dihydroxy-7-methoxy-8-O-β-D-glucopyrarosyl-flavone teridentifikasi dari seluruh

bagian tanaman (Song et al., 2013).

Komponen bioaktif utama dan paling banyak kandungannya dari tanaman

obat Andrographis paniculata (Burm. f.) Nees adalah andrografolid. Komponen

ini dapat ditemukan di semua bagian tanaman, terutama pada bagian daun. Di

dalam daun, kadar senyawa andrografolid sebesar 2,5-4,8% dari berat keringnya

(Prapanza dan Marito, 2003).

2.2. Andrografolid

Andrografolid adalah diterpenoid lakton biosiklik, berupa kristal tak

berwarna dan mempunyai rasa yang sangat pahit (Chao dan Lin, 2010). Rumus

molekul andrografolid adalah C20H30O5. Gambar struktur kimia andrografolid

dapat dilihat pada gambar 2.2 :

Gambar 2.2. Struktur kimia andrografolid (Depkes RI, 2008)

9

Andrografolid mudah larut dalam metanol, etanol, piridin, asam asetat dan

aseton, tapi sedikit larut dalam eter dan air. Titik leleh dari komponen ini adalah

228 – 2300C dan dalam methanol memiliki λmaks pada 223 nm. Analisis

andrografolid dapat dilakukan dengan Kromatografi Lapis Tipis, Kromatografi

Cair Kinerja Tinggi dan Kristalisasi (Wongkittipong et al., 2000; Rajani et al.,

2000).

2.2.1. Aktivitas Farmakologi Andrografolid

Andrografolid adalah komponen aktif yang diisolasi dari herba sambiloto dan

dilaporkan memiliki aktivitas sebagai antioksidan serta berperan dalam

pencegahan proses inflamasi lebih lanjut (Azlan, et al., 2013). Berdasarkan

penelitian yang telah dilakukan, andrografolid memiliki beberapa aktivitas

farmakologi. Ekstrak hidroalkohol mengandung komponen andrografolid,

andrografsid dan neoandrografolid pada dosis 100 mg/kg berat badan yang

diberikan secara intraperitoneal selama tujuh hari secara signifikan dapat

meningkatkan komponen antioksidan seluler dan menurunkan proses peroksidasi

lipid di hati yang merupakan indikator aktivitas antioksidan secara in vivo (Singh,

et al., 2001). Ekstrak metanol dari A. paniculata yang diberikan secara peroral

pada tikus terbukti dapat menurunkan kadar MDA pada pemeriksaan sampel urine

24 jam (Akowuah, et al., 2008). Aktivitas lainnya kandungan dari herba sambiloto

memiliki aktivitas lainnya sebagai aktivitas sebagai antihiperlipidemia,

antihiperglikemi, hepatoprotektif, dan neuroprotektif (Thakur et al., 2014).

10

2.3. Ekstraksi dan Isolasi Metabolit Sekunder dari BahanAlam

Ekstraksi adalah suatu teknik penarikan kandungan aktif dari tanaman dengan

menggunakan pelarut yang sesuai. Proses ekstraksi dimulai dari kontak pelarut

dengan dinding sel tumbuhan, penetrasi pelarut ke dalam sel tumbuhan, pelarutan

zat aktif dalam sel, difusi zat aktif ke luar sel, dan pengumpulan zat aktif yang

telah terektraksi (Sticher, 2008).

Metode ekstraksi dengan maserasi dilakukan dengan merendam serbuk

simplisia dengan pelarut yang sesuai selama beberapa hari pada temperatur kamar

dengan pelarut yang sesuai di tempat yang terlindung dari cahaya matahari dan

pada suhu ruangan dengan sesekali pengadukan dimana cairan penyari akan

menembus dinding sel dan masuk dalam rongga sel yang mengandung zat aktif,

zat aktif akan larut dan terbawa oleh cairan penyari. Dari proses tersebut, karena

adanya perbedaan konsentrasi antara larutan zat aktif di dalam sel dan diluar sel,

maka larutan terpekat akan terdesak ke luar sel. Peristiwa tersebut berlangsung

berulang-ulang sehingga terjadi keseimbangan konsentrasi antara larutan di luar

dan di dalam sel. Keuntungan dari metode ini adalah penggunaan peralatan yang

sederhana dan mudah diperoleh serta pengerjaannya yang mudah (Seidel, 2012).

Isolasi senyawa kimia dari bahan alam adalah sebuah teknik untuk

menghasilkan senyawa tunggal yang murni. Proses isolasi dengan kristalisasi dan

rekristalisasi adalah teknik permurnian padatan-padatan organik yang mempunyai

kecenderungan membentuk kisi-kisi kristal yang dilakukan dengan cara

mengkristalkan kembali zat tersebut setelah dilarutkan dalam pelarut yang sesuai.

Prinsip umum yang berlaku dalam proses kristalisasi adalah penurunan

11

temperatur dimana terjadi perbedaan kelarutan antara zat yang dimurnikan dengan

zat pengotornya, hanya molekul-molekul yang sama yang mudah mengkristal

sedangkan molekul lain berupa pengotor berada di luar kristalnya atau berada di

dalam larutannya (Hostettmann, 1995).

2.4. Aterosklerosis

Aterosklerosis berasal dari kata athero yang dalam bahasa Yunani (athera)

suatu bentuk gabung yang menunjukan degenerasi lemak. Sedangkan sclerosis

dalam bahasa Yunani berarti pengerasan (Sloop et al., 1999).

Aterosklerosis merupakan penyakit yang berjalan progresif lambat pada arteri

muskuler besar hingga sedang dan arteri elastik besar. Tempat-tempat yang

terutama mengalami aterosklerosis adalah aorta abdominalis, arteri koronaria,

arteri poplitea, aorta torakalis desendens, dan aorta karotis interna. Aterosklerosis

ditandai oleh plak ateromatosa (fibrofatty plagues) yang menonjol dan dasarnya

pada tunika intima. Plak ini tersusun dari lipid, sel-sel otot polos yang

mengadakan proliferasi dan matriks ekstrasel yang meningkat jumlahnya

(Mitchell et al., 2008).

2.4.1. Morfologi Aterosklerosis

Plak ateromatosa yang khas (ateroma atau fibrofatty plague) merupakan lesi

berwarna putih-kuning dengan dasar yang terletak pada tunika intima dan

menonjol ke dalam lumen pembuluh darah. Plak ateroma mengandung sel-sel

mati, pecahan kolesterol, sel-sel busa yang penuh lemak dan protein plasma, serta

12

sel otot polos yang melakukan proliferasi pada perbatasan tunika intima-media

(Kabo, 2008). Menurut Mitchell et al., (2008), terdapat dua jenis plak yang telah

diketahui yaitu Fatty streaks yang merupakan lesi dini yang tersusun dari

kumpulan sel-sel makrofag serta sel-sel otot polos yang penuh lemak di dalam

tunika intima sedangkan Plak komplikata adalah Ateroma yang mengalami

kalsifikasi, perdarahan, fisura, atau ulserasi dan merupakan predisposisi terjadinya

trombosis lokal, penebalan tunika media, mikroemboli kolesterol.

2.4.2. Etiologi Aterosklerosis

Pembentukan plak arteri pada proses aterosklerosis sangat dipengaruhi oleh

tingginya kadar lemak darah salah satunya Low Density Lipoprotein (LDL).

Tingginya kadar LDL dalam darah diidentifikasi sebagai faktor risiko potensial

untuk terjadinya stress oksidatif yang memicu meningkatnya peroksidasi lipid

pada membran lipid, hemoglobin dan sel darah merah (Wadhwa, et al., 2012).

LDL yang mengalami oksidasi menjadi LDL-oks mudah menempel dan

menumpuk pada dinding pembuluh darah. LDL yang terperangkap dalam intima

dan mengalami proses oksidasi (LDL-oks) berperan pada proses aktivasi sel

endotel yang ditandai dengan infiltrasi monosit yang berdifrensiasi menjadi

makrofag ke dalam lapisan pembuluh darah membentuk sel busa yang menjadi

tumpukan lemak pada dinding pembuluh darah. Tumpukan lemak tersebut akan

memicu makrofag merusak sel endotel dan terjadi peningkatan adhesivitas

terhadap lipoprotein, leukosit, platelet dan kandungan kimia lain sehingga

terbentuk lesi aterogenik (Ryu, 2000).

13

Kolesterol bukan merupakan satu-satunya faktor yang membentuk

aterosklerosis. Aterosklerosis semakin mudah terbentuk karena seseorang

memiliki faktor risiko seperti menderita diabetes mellitus, hipertensi, riwayat

keluarga menderita penyakit jantung, obat atau alat kontrasepsi, perokok,

pertambahan usia (45 tahun ke atas bagi laki-laki dan 55 tahun ke atas bagi

wanita) dan kurang aktivitas olahraga (Cahyono, 2008)

2.4.3. Proses Terjadinya Aterosklerosis

Aterosklerosis diawali dengan rusaknya dinding pembuluh darah arteri.

Pembuluh darah arteri terdiri dari 3 lapisan yaitu lapisan adventisia (lapisan paling

luar yang terdiri dari jaringan ikat), lapisan media (lapisan tengah yang terdiri dari

otot polos yang berfungsi mengadakan kontraksi dan relaksasi), dan lapisan intima

(tersusun dari sel endotel yang juga merupakan komponen yang membentuk

pembuluh kapiler, gambaran lapisan pembuluh darah arteri dapat dilihat pada

gambar 2.3 (Kabo, 2008).

Gambar 2.3 Lapisan pembuluh darah arteri, (Kabo, 2008)

14

Setelah dinding pembuluh darah rusak, hal tersebut memungkinkan

terjadinya interaksi antara elemen darah dengan dinding arteri. Sel darah putih

seperti leukosit, monosit dan sedikit limfosit pertama melekat pada endotel,

kemudian dengan molekul lemak terutama kolesterol LDL akan bermigrasi ke

dalam subendotel, maka akan terbentuk garis lemak (fatty streak). Garis lemak

merupakan lesi awal dari aterosklerosis. Aterosklerosis dipicu oleh reaksi

inflamasi dimana leukosit mulai menggembung karena terisi molekul lemak yang

dinamakan sel busa. Sel busa akan akan terus berekspansi keluar dan kedalam

merangsang rekruimen sel otot polos dari lapisan media. Dengan demikian,

dinding pembuluh darah akan menebal dan ada bagian yang menonjol kedalam

lumen arteri yang disebut plak. Plak merupakan tumpukan sel lemak, kalsium,

sebagian otot polos dan berbagai komponen sel radang melalui proses reaksi

inflamasi. Semakin lama akan semakin menebal dan akhirnya aterosklerosis dapat

menutupi hampir semua permukaan pembuluh darah (Ryu, 2000; Kabo, 2008).

Proses pembentukan lesi aterogenik dapat dilihat pada gambar 2.4 :

Gambar 2.4 Proses Pembentukan Lesi Aterogenik, (Kopaei, et al., 2014)

15

Menurut Kopaei, et al., (2014) proses terjadinya aterosklerosis terdiri dari

pembentukan tumpukan lemak (fatty streak), pembentukan atheroma, dan

pembentukan plak aterosklerosis. Proses pembentukan aterosklerosis diawali

dengan sel endotel arteri mengalami cedera, baik secara mekanis maupun karena

bahan-bahan sitotoksin (termasuk LDL teroksidasi). Daerah yang terluka

memberikan sinyal untuk menarik monosit yang berdifrensiasi menjadi makrofag

dan memfagosit bahan-bahan di sekitarnya (termasuk LDL teroksidasi). Sel

makrofag tersebut berubah menjadi sel busa yang tertimbun dan menimbulkan

fatty streak di dalam pembuluh darah yang diakibatkan dipenuhinya sel makrofag

oleh sel lemak. Selanjutnya, sel endotel yang rusak mengakibatkan trombosit

menggumpal dan melepaskan tromboksan A2 yaitu suatu zat yang mendorong

penggumpalan trombosit lebih lanjut. Sel tersebut juga melepaskan platelet-

platelet growth factor seperti interleukin 1 (IL-1) dan TNF. Makrofag ini

menghasilkan pertumbuhan yang mengakibatkan proliferasi sel otot polos, yang

berintegrasi dari lapisan media ke intima dinding arteri. Sel di dalam lapisan

intima melepaskan lemak (triasilgliserol + kolesterol) yang menumpuk di dalam

plak yang sedang tumbuh. LDL terus masuk ke lesi dan ikut berperan menambah

timbunan lemak. Sel di lesi mensekresi kolagen, elastin dan glikosaminoglikan

membentuk tudung fibrosa dan muncul kristal kolesterol di bagian tengah plak.

Sel terperangkap dan mati sehingga terbentuk kotoran plak, dan juga terjadi

pengerasan pada pembuluh darah. Ruftur dan pendarahan plak berkapsul tersebut

di pembuluh koroner dapat menyebabkan pembentukan akut bekuan darah

(trombus), yang semakin lama semakin menyumbat.

16

2.4.4. Malondialdehid (MDA) sebagai Indikator Peroksidasi Lipid

Radikal bebas adalah atom atau molekul yang memiliki sebuah elektron yang

tidak berpasangan di orbit luarnya. Radikal ini akan merebut elektron dari

molekul lain yang ada disekitarnya untuk menstabilkan diri, sehingga spesies

kimia ini sering dihubungkan dengan terjadinya kerusakan sel, kerusakan

jaringan, dan proses penuaan (Halliwell dan Gutteridge, 2007).

Rantai asam lemak tak jenuh jamak pada lapisan fosfolipid membran yang

diserang oleh radikal hidroksil menyebabkan terjadinya peroksidasi lipid.

Peroksidasi lipid menghasilkan berbagai produk akhir yang bersifat radikal dan

juga merusak makromolekul lain disekitarnya. Produk tersebut antara lain lipid

hidroperoksida, 4-hydroxy-2-alkenal (4-hydroxy-noneal/HNE, acrolein dan

crotonaldehyde) dan dicarbonyls (MDA dan glyoxal) (Evans dan Cooke, 2006).

MDA merupakan produk hasil peroksidasi lipid dalam tubuh dan terdapat

dalam bentuk bebas atau terkompleks dengan jaringan di dalam tubuh.

Konsentrasi MDA dalam material biologi telah digunakan secara luas sebagai

indikator kerusakan oksidatif pada lemak tak jenuh sekaligus merupakan indikator

keberadaan radikal bebas (Rio, et al., 2005).

Pengukuran kinetika peroksidasi lipid secara in vitro dapat dilakukan dengan

mengukur berapa banyak oksigen yang dibutuhkan. Ada beberapa metode yang

dapat digunakan, salah satunya TBA (Thiobarbituric acid) reactivity test yang

dapat dilakukan baik secara in vivo maupun in vitro. Tes ini didasarkan pada

reaksi kondensasi antara satu molekul MDA dengan dua molekul TBA pada

kondisi asam. Hasilnya adalah pigmen berwarna merah yang dapat diukur pada

17

panjang gelombang 532 nm. Jumlah MDA yang terdeteksi menggambarkan

banyaknya peroksidasi lipid yang terjadi (Josephy, 1997).

2.5. Metode Induksi Aterosklerosis pada Hewan Uji

Induksi aterosklerosis pada hewan uji rata-rata menghabiskan waktu 60 hari

(Srinivas et al., 2008). Metode induksi dengan makanan diet tinggi lemak yaitu

pemberian diet kuning telur (5%) dan lemak babi (15%) selama 50 hari berhasil

menginduksi peningkatan kadar LDL, trigliserida, kolesterol darah, dan berat

badan pada tikus (Nugroho, dkk.,2012). Penelitian yang dilakukan oleh Kabchi et

al. (2000) penambahan kalsium dan vitamin D dapat mempercepat pembentukan

aterosklerosis. Proses induksi pakan dengan kolestrol tinggi dan penambahan

kalsium serta vitamin D selama 45 hari berhasil meningkatkan LDL, VLDL, LDL

teroksidasi dan meningkatkan kadar kalsium. Pada metode induksi diet tinggi

lemak, pemberian Lemak babi lebih dipilih karena mengandung lemak jenuh yang

lebih tinggi dibandingkan lemak sapi dan total kolesterol yang terkandung dalam

kuning telur dapat mencapai 95% (Hermanto dan Muawanah, 2008;

Widyaningsih, 2011).

2.6. Obat Aterosklerosis

Aterosklerosis sangat erat kaitannya dengan kadar kolesterol terutama

keberadaan LDL (Low Density Lipoprotein) di dinding arteri. Untuk mengurangi

risiko aterosklerosis dapat dilakukan dengan menyeimbangkan kadar kolesterol

dalam darah (Kovala, 2005). Golongan obat yang paling sering digunakan untuk

18

terapi dislipidemia adalah golongan statin karena mekanisme kerjanya yang dapat

menurunkan kadar LDL darah, serta memiliki efikasi dan keamanan yang paling

baik dibandingkan obat kolesterol lainnya. Golongan statin dalam dapat

menurunkan LDL hingga 18%-55% dan meningkatkan HDL 5%-15% (Cahyono,

2008). Statin mengganggu konversi HMG-CoA reduktase menjadi asam

mevalonat dan menghambat 3-hidroksi-3-metilglutaril koenzim A (HMG-CoA)

reduktase (Sukandar et al., 2009). Asam mevalonat merupakan prekursor

kolesterol pada sintesis kolesterol. Ketika proses ini dihambat, maka terjadi

peningkatkan regulasi reseptor LDL dan menurunkan kolesterol bebas (Thornton

dan Holt, 2000). Efek statin dalam menstabilkan plak aterosklerosis adalah

dengan mengurangi reaksi inflamasi serta mengurangi proliferasi otot polos.

Statin dapat menstabilkan plak karena dapat menghambat penetrasi monosit ke sel

endotel, menghambat oksidasi LDL dan menghambat produksi protein matriks

metalloproteinase (MMP) yang dihasilkan oleh makrofag (Rohman, 2007).

Berdasarkan efektivitas atau kemampuan statin dalam menurunkan kadar LDL

pada dosis awal, terdapat golongan statin yang dikelompokkan ke dalam aksi kuat

menurunkan LDL yaitu atorvastatin (Oxford dan King, 2002).