BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Aterosklerosis
Aterosklerosis merupa merupakan kan penyak penyakit it akibat akibat respon respon inflam inflamasi asi kronis kronis pada pada endotel, yang dapat menimbulkan pembentukan dan penebalan plak di dinding pembuluh darah (W (Warboys, arboys, 2011). 2011). Umumnya arteri yang normal terdiri dari dua lapisan yakni intima dan media. Intima terdiri dari satu lapisan sel endotel yang berada di membran basal dan kemudian lapisan lamina internal yang elastis. i bagian ba!ah dari lapisan lamina internal yang elastis terdapat la pisan media yang terdiri dari sel"sel otot polos pembuluh darah yang dikelilingi oleh membran basal dalam matriks interstitial ekstraseluler. isfungsi endotel dapat disebabkan oleh adanya lemak atau inflamasi pada dinding arteri (#eorge and $ohnson, 2010). Ater Ateros oskl kler eros osis is
meru merupa paka kan n
resp respon on
sel sel
endo endote tell
yang yang
%ede %edera ra
akib akibat at
hiperg hiperglik likemi emia, a, hiperte hipertensi, nsi, hiperli hiperlipid pidemi emia, a, agen agen infeksi infeksi,, obesit obesitas, as, lipopro lipoprotein tein termodifikasi, homosisteine, nikotin, dan radikal bebas, sehingga homeostasis sel endo endote tell basa basall akan akan hila hilang ng dan dan meny menyeb ebab abka kan n disf disfun ungs gsii endo endote tel. l. &al &al ini ini mengakibatkan meningkatnya permeabilitas sel endotel sehingga memungkinkan terakumulasin terakumulasinya ya low-density lipoprotein ('') pada dinding pembuluh darah, yang yang akhirn akhirnya ya mengar mengarah ah pada pada aktias aktiasii endotel endotel.. el endote endotell yang yang aktif aktif akan akan menghasilka menghasilkan n susunan susunan dari sitokin sitokin proinflamasi proinflamasi sehingga sehingga memi%u mun%ulnya mun%ulnya monosit monosit dan 'imfosit 'imfosit *. +ndotel +ndotel yang menghasilkan menghasilkan sitokin sitokin selanutnya selanutnya akan mendorong diferensiasi monosit menadi makrofag, sehingga akan men%erna
'', '' termodifikasi, kolesterol bebas (/) dan kolesterol ester (/ran%is and ier%e, 2011).
Adapun proses pembentukan plak di pembuluh darah pada
aterosklerosis ditampilkan pada gambar 2.1.
#ambar 2.1 kema proses teradinya aterosklerosis (#eorge and $ohnson, 2010) itokin dibagi menadi tiga kelompok yakni kelompok I'"1 (yang terdiri dari I'"1, I'"13, I'"1ra, and I'"14), kelompok *5/, dan kelompok *#/"6. 7elompok I'"1 dan kelompok *5/ dapat mengaktifkan alur nuclear factorκappa Beta (5/"86) dan mitogen-activated protein kinase (9A7). itokin yang memi%u proinflamasi yang berperan dalam patogenesis aterosklerosis terdiri dari *5/, I'"1, I'"12, I'"14, I/5, yang mampu mengaktiasi adhesi molekul :A91, IA9"1, dan +"ele%tin dan memberikan respon inflamasi. engan adanya respon inflamasi akan memi%u leukosit untuk menempel pada sel endotel sehingga permeabilitas sel endotel akan meningkat. 9eningkatnya permeabilitas sel endotel menyebabkan monosit akan bermigrasi ke daerah intima dan berdiferensiasi menadi makrofag untuk menfagositosis '' yang ada pada sel
4 endotel,
kemudian
membentuk
sel
busa. *erbentuknya
sel
busa
akan
mempengaruhi protein yang berperan dalam faktor pertumbuhan yakni +;71, +;72 untuk mengaktiasi sel otot polos halus bermigrasi dari bagian media ke intima dan berproliferasi menadi aringan fibrous, sehingga akan terbentuk plak di pembuluh darah (*edgui and 9allat, 200). aparan yang terus menerus dari sitokin proinflamasi akan membentuk plak, mendukung pertumbuhan plak hingga mendukung pe%ahnya plak yang dapat mengakibatkan teradinya stroke atau infark miokard (/ran%is and ier%e, 2011).
2.1.1 Jalur MAPK (mitogen-activated protein kinase)
9A7 (mitogen-activated protein kinase) adalah serin"treonin kinase yang memediasi sinyal intraseluler terkait dengan dalam aktiitas seluler termasuk apoptosis, proliferasi, diferensiasi, dan inflamasi (7im and hoi, 2010). Ada tiga protein yang berperan pada alur 9A7 yakni protein $57 ( Jun N-terminal kinase ), p<49A7 dan +;7 ( Extracellular signal-regulated kinase). $57 dan p<49A7 diaktifkan dengan adanya respon sitokin inflamasi dan stress, sedangkan +;7 diaktifkan oleh faktor pertumbuhan. Aktiasi alur 9A7 umumnya dimulai oleh mediator proinflamasi melalui aktiasi sel pada permukaan reseptor. Aktiasi $57, p<49A7 dan +;7 membutuhkan aktiitas dari 9A7. Aktiasi $57 dimediasi oleh fosforilasi dua 9A7 yakni 977= dan 977- oleh 977< dan p<49A7 oleh 977. $57 dan p<49A7 yang teraktiasi akan menuu inti sel dan meningkatkan aktiitas transkripsi (*edgui and 9allat, 200). Aktiasi dari $57 dan p<49A7 akan mengaktifkan faktor transkripsi protein A"1 yang mendorong transkripsi gen proinflamasi seperti :A9"1 (Warboys, 2011). Aktiasi extracellular signal-regulated kinases
> (+;7) disebabkan adanya rangsangan sitokin proinflamasi dari kelompok *5/ (tumor necrosis factor ) yang dimediasi oleh 9A7 7inase1?2 yang dapat memfosforilasi +;7 sehingga aktif pada situs fosfoaseptornya. &al ini dikarenakan adanya inasi mikroba patogen yang menghasilkan lipopolisakarida, dan '' (low density lipoprotein) teroksidasi pada aterosklerosis (7yriakis and Aru%h, 2012). Aktiasi
9A7
proinflamasi
terkait
dengan
perkembangan
lesi
aterosklerotik, seperti peningkatan kadar A*/"2 nuclear phosphorylated yang diamati pada plak aterosklerotik manusia. inyal proinflamasi uga menginduksi 9A7 phosphatase"1 (97"1) yang merupakan regulator negatif dari alur 9A7, bertuuan untuk menonaktifkan p<49A7 dan $57 dengan menghapus gugus fosfat, sehingga dapat membatasi respon inflamasi (Warboys, 2011).
2.1.2 Jalur NF-κß (nuclear factor-kappa-Beta)
$alur 5/"86 (nuclear factor-kappa-Beta) merupakan salah satu sinyal dalam respon sitokin proinflamasi meliputi *5/", I'"1, dan I'"14. Aktiasi alur ini memainkan peran penting dalam inflamasi melalui regulasi gen yang mengkode sitokin proinflamasi. 5/"86 yang berada dalam bentuk tidak aktif akan berikatan dengan I86 dalam sitoplasma. *eraktiasinya I87 akibat adanya sitokin proinflamasi dan patogen mengakibatkan terfosforilasinya I86, sehingga akan melepaskan 5/"86. 5/"86 yang lepas akan menuu inti sel dan berikatan dengan gen 8@ sehingga mendukung proses transkripsi (*edgui and 9allat, 200). *eraktiasi alur 5/"86 dan migrasi leukosit di sel endotel akan meningkatkan ekspresi gen proinflamasi seperti :A9"1 (Vascular cell adhesion molecule"1), IA9"1 ( Intercellular dhesion !olecule"1) dan +"selektin
10 (+ndotelial elektin) yang akan menimbulkan inflamasi (Warboys, 2011). Adapun skema alur pembentukan plak ditampilkan pada gambar 2.2.
#ambar 2.2 kema $alur embentukan lak (Warboys, 2011 #eorge and $ohnson, 2010) 2.2
Sa!iloto
ambiloto ( ndrographis paniculata (@urm.f) 5ess) umumnya banyak digunakan sebagai obat tradisional di negara"negara di Asia. ambiloto memiliki batang berkayu berbentuk bulat dan segi empat serta memiliki banyak %abang (monopodial). aunnya tunggal saling berhadapan, berbentuk pedang (lanset) dengan tepi rata (integer) dan permukaannya halus, ber!arna hiau. @unganya ber!arna putih keunguan, berbentuk orong (bulan panang) dengan pangkal dan uungnya yang lan%ip (Widya!ati, 200-).
11 *anaman dengan famili canthaceae memiliki kandungan kimia yang terdiri dari flaonoid, diterpenoid dan polifenol merupakan golongan metabolit sekunder yang paling banyak diumpai di dalam tanaman ini (;ao, 200-). Identifikasi kandungan kimia ekstrak air sambiloto menunukkan kandungan beberapa komponen yaitu andrografolid, flaonoid dan lakton. Andrografolid merupakan senya!a kimia yang paling banyak terkandung dalam tanaman sambiloto dan uga memiliki aktiitas farmakologi (Widya!ati, 200-).
2."
A#$ro%ra&oli$
Andrografolid merupakan kandungan terbesar yang ada dalam tanaman sambiloto dengan rumus kimia ( 20&<0BC) (hen, 1>40). enyebaran kandungan andrografolid dalam tanaman sambiloto menyebar merata. aun kering sambiloto mengandung 1,-D andrografolid dan pada batang keringnya mengandung 0,4D andrografolid (hen, 201<). +kstrak batang sambiloto mengandung andrografolid sebesar 0,4"1,2 D, 0,C" D dalam ekstrak daun sambiloto, dan =D dalam ekstrak herbanya. Andrografolid paling banyak terkandung dalam daun sambiloto dan dapat dengan mudah diisolasi dengan %ara menghasilkan kristal andrografolid (heung, 2001 holphana, 200=). truktur kimia dari andrografolid ditampilkan pada gambar 2.<.
#ambar 2.< truktur Andrografolid (*ung, 201<)
12 Andrografolid memiliki beberapa aktiitas farmakologi diantaranya sebagai anti kanker, antidiabetes, dan antiinflamasi. Andrografolid memiliki aktiitas sebagai anti kanker dengan mekanisme kera menghambat siklus sel pada fase #0?#1 melalui penghambatan protein yang bertanggung a!ab pada siklus sel tersebut dan menurunkan ekspresi enEim cyclin dependent kinase (;aagopal, 200< atyanarayana, 200= $ada, 200- hi, 2004 heung, 200C). Andrografolid uga memiliki aktiitas sebagai antidiabetes yaitu dengan mekanisme kera meningkatkan penyerapan glukosa, m";5A dan glukosa transporter su"type"= (#'U*"=) ke dalam aringan pada otot soleus pada tikus yang diinduksi diabetes dengan menggunakan *F (streptosotoEin) (hao, 2010). Andrografolid sebagai anti inflamasi yaitu dengan %ara meningkatkan I5/G se%ara spontan dan merangsang sekresi *5/" (anossian, 2002). +kstrak air dari ndrographis paniculata se%ara in itro mampu mereduksi agregasi platelet. Andrografolid
dan
1="deoksi"11,12"didehidro
andrografolid
signifikan
menghambat agregasi platelet yang menginduksi trombin, dengan menghambat alur +;71 dan +;72 (hao, 2010). emberian ekstrak metanol ndrographis paniculata se%ara intraperitoneal selama lima hari berturut"turut (C0 mg?hari) menghambat CD produksi 5B (nitrat oksida) dari makrofag peritoneal dan signifikan menghambat edema pada kaki tikus yang diinduksi karagenan. Andrografolid terbukti menghambat produksi radikal oksigen dalam neutrofil, menghambat migrasi makrofag, aktiitas 5/"86 serta *5/" dan produksi I'"12. Aktiitas anti inflamasi andrografolid disebabkan hambatan terhadap alur aktiasi 9A7 dan 5/"86 (hao, 2010).
1< 2.' Docking Molecular
#ocking molecular adalah suatu metode yang digunakan dalam kimia komputasi dan desain obat dengan bantuan komputer. *uuannya untuk memprediksi orientasi ikatan ligan dan afinitas ikatan di dalam interaksi liganprotein pada struktur < dimensinya (9orris, 200-). /okus dari docking molecular untuk mensimulasikan proses penautan molekul se%ara komputasi, untuk men%apai konformasi yang optimal dari protein dan ligan dengan orientasi relatif antara protein dan ligan sehingga diperoleh energi bebas yang rendah (9ukesh and ;akesh, 2011, 2011). engan mengetahui struktur kristalografi dari protein, maka dapat diketahui sisi aktif dari protein, sehingga ligan dapat di"docking "kan untuk memprediksi afinitas ligan terhadap protein dan kestabilan ikatan liganprotein tersebut ($ensen, 200-).
7euntungan penelitian desain obat dengan menggunakan metode docking molecular se%ara in silico adalah bah!a proses ini se%ara fisik lebih dekat dengan apa yang teradi pada kenyataan (farmakodinamik), ketika protein dan ligan mendekati satu sama lain setelah pengikatan molekul. *eknik ini membutuhkan !aktu lebih lama dalam mengealuasi posisi optimal ikatan karena harus mengeksplorasi koordinat. Adanya grid mode docking dapat mempersingkat eksplorasi koordinat saat alidasi dan optimasi antara protein dengan ligan. #ocking molecular dapat dilakukan antara protein dengan small ligand , protein dengan peptida, protein dengan protein hingga protein dengan nukleutida (9ukesh and ;akesh, 2011). *erdapat dua komponen penting di dalam docking , yaitu algoritma docking dan scoring function. lgoritma docking berfungsi untuk mengeksplorasi konformasi ruang pada ligan atau target protein, sedangkan scoring function berfungsi untuk mengealuasi bentuk dengan memperhitungkan kekuatan ikatan
1= atau afinitas antara ligan dengan protein dan kemudian mengarahkan eksplorasi bentuk ligan dengan afinitas lebih kuat. 9etode docking molecular dapat digunakan untuk melakukan skrining se%ara in silico terhadap senya!a"senya!a yang diperkirakan memiliki afinitas tinggi terhadap suatu protein target atau mengidentifikasi struktur"struktur yang paling mungkin untuk mengikat target obat sebelum senya!a tersebut diisolasi atau disintesis dan diui se%ara eksperimental di laboratorium, sehingga dapat meningkatkan efisiensi biaya, !aktu, dan tenaga yang digunakan (9ukesh and ;akesh, 2011, 2011).
