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).