Senyawa Biomarker

SENYAWA BIOMARKER

Elok Kamilah Hayati

Bioaktivitas merupakan sifat yang menunjukkan pengaruh suatu zat terhadap organisme tertentu. Pengaruh terhadap organisme dapat bersifat positif serta dapat pula bersifat negatif. Zat yang digunakan sebagai bahan untuk uji bioktifitas biasanya berasal dari tumbuhan, hewan bahkan bakteri yang diekstrak atau dapat juga zat murni sintetik dan alami (Suradikusuma, 2003).
Anggapan bahwa dalam suatu ekstrak menggandung senyawa utama, serta senyawa lain yang mempunyai kemampuanan aktivitas biologis, komponen ini disebut sebagai senyawa maker (penanda) (FAQ1, 2003).
Antara teknik uji hayati dan senyawa penanda saling berhubungan, dengan melakukkan suatu teknik uji hayati maka kita akan mengetahui kemampuan suatu senyawa (senyawa penanda) dan aktivitasnya. Marker dalam teknik uji hayati, dapat mengetahui metabolit atau perangkat metabolit yang dapat dipakai untuk menguji ketidak normalan dalam suatu sistem biologis. Marker (penanda) secara kimiawi dapat mengetahui banyak senyawa yang akan ditentukan. Marker ini dapat pula disebut sebagai senyawa penciri yang bersifat aktif. Senyawa penciri dapat bersifat aktif dan tidak aktif, tapi bersifat stabil selama proses. Pencirian ini dapat dimasukkan pada suatu metode identifikasi senyawa murni dan juga metode untuk menentukkan golongan apa yang terdapat dalam campuran kasar (Trevor, 1995).
Dalam identifikasi potensial biomarker ada beberapa faktor yang diperlukkan untuk penyelidikan. Pertama korelasi antara objek dan respos. Kedua, korelasi antara respon dan efek. Tiga, respon yang dapat diukur. Empat spesifik dari respon. Biomarker dapat sangat sensitif (Rees, 1993).
Perkembangan ilmu pengetahuan yang sangat pesat dewasa ini, memungkinkan saling menunjangnya perkembangan berbagai disiplin ilmu pengetahuan. Beberapa kemajuan tersebut antara lain adalah perkembangan ilmu biologi molekuler yang memungkinkan diperolehnya suatu marker (penanda) gen (Widodo, 2003)
Banyak contoh-contoh yang dapat menunjukkan perbedaan dan aplikasi marker dalam teknik uji hayati atau secara kimiawi.
Penulisan makalah ini bertujuan untuk mengetahu senyawa yang tergolong sebagai marker (penanda) baik secara teknik uji hayati atau secara kimiawi.
Marker secara kimiawi bertujuan untuk mengetahui berapa banyak senyawa yang akan ditentukkan. Ekstrak yang terdapat dalam jahe menurut Friedli (2002), kandungannya meliputi minyak volatil, oleoresin (gingerol, shogaol), fenol (gingeol, zingerone), proteolitik enzim (zinibain), vitamin B6, vitamin C, kalsium, magnesium, fosphor, natrium, asam linolenik. Komponen utama yang terdapat pada jahe adalah gingerol, shogaol. Lee dan Lim (2000) menjelaskan zat aktif yang terkandung dalam rimpang jahe meliputi gingerol, shogaol dan zingerone mempunyai pengaruh aktivitas antioksidan secara in vivo. Selain itu mempunyai beberapa efek farmakologi dan psikologi sebagai anti inflamamatori, analgesik dan efek kordiotonik. Dapat menghambat pembentukan tumor melalui forbol ester. Gingerol dan shogaol sebagai senyawa utama pada jahe dapat berfungsi sebagai marker/penanda secara kimiawi.
Kulit manggis (Garcinia magostana L.) merupakan limbah yang belum dimanfaatkan potensinya sebagai sumber bahan aktif. Secara tradisional kulit manggis digunakan sebagai obat diare. Senyawa utama yang terdapat dalam manggis antara lain mangostin, -mangostin dan -magostin berpotensi sebagai antimikroba (Ahmad dkk, 2003). Maka senyawa komponen utama tersebut sebagai senyawa marker/penanda untuk antibakteri secara kimiawi.
Perubahan genetik yang terjadi dalam suatu perkawinan silang sapi Bali dapat diidentifikasi menggunakan marker/penanda mikrosatelit (sekuen DNA berulang) (Maskur, 2001). Mikrosatelit yang dijumpai berlimpah adalah tri- dan tetre-nukleotida. Famili dari mikrosatelit ini adalah sekuen GATA/GACA, yang diidentifikasikan dan diisolasi dari DNA ular (Epplen et al., 1982). Masih banyak lagi contoh-contoh marker/penanda secara kimiawi.
Marker dalam teknik uji hayati, dapat mengetahui metabolit atau perangkat metabolit yang dapat dipakai untuk menguji ketidaknormalan dalam suatu sistem biologis. Dari sebuah Tesis oleh Ress (1993) menyebutkan marker biologi dapat digunakan untuk mengetahi tingkat polusi dan pencemaran yang terjadi pada perairan. Dengan organisme uji ikan maka dapat diketahu tingkat polusi yang terjadi pada perairan. Enzim yang mempengaruhi suatu perubahan, maka enzim tersebut dapat disebut sebagai marker/penanda. Konjugasi Glutathione yang meliputi penambahan tripeptida (GSH) menjadi keadaan elektrofilik pada substrat dikatalis oleh glutathione S-transferase (GST). Pembentukkan ini melalui tahap pembentukan N-acetylcystein (asam merkapturik). Sintesis GSH kecepatan tahapan dikatalisis oleh glutamyl cysteine syntetase (GCS). Glutathione (selain GS_SG atau GS-substrat) dapat direduksi oleh glutathione reduktase (GR). Perubahan enzim-enzim yang terdapat pada ikan ini GST, GSH, GCS dan GR dapat dijadikan sebagai marker/penanda untuk mengetahu tingkat pencemaran perairan.
Penyakit peradangan pada hati yang karena gejala yang dialami oleh penderitanya berupa mata dan tubuh yang menguning sering disebut dimasyarakat sebagai penyakit “kuning” sebenarnya dalam dunia kedokteran dikenal sebagai penyakit hepatitis. Penyakit tersebut antara lain dapat disebabkan oleh keracunan obat, autoimun namun yang paling sering adalah akibat dari infeksi virus hepatitis seperti virus hepatitis A, B, C, D, E, G dan TT. Di Indonesia yang banyak ditemukan adalah virus hepatitis A, virus hepatitis B dan virus hepatitis C. Salah satu jenis pemeriksaan yang sering dilakukan untuk mengetahui adanya kerusakan pada hati adalah pemeriksaan enzimatik. Enzim adalah protein dan senyawa organik yang dihasilkan oleh sel hidup dan umumnya terdapat di dalam sel. Dalam keadaan normal terdapat keseimbangan antara pembentukan enzim dengan penghancurannya. Apabila terjadi kerusakan sel atau peningkatan permeabilitas membran sel, enzim akan banyak keluar ke ruang ekstra sel dan dapat digunakan sebagai sarana untuk membantu diagnostik dengan mengetahui kadar enzim tersebut di dalam darah.
Pemeriksaan enzim dapat dibagi dalam beberapa bagian ;
1. Enzim yang berhubungan dengan kerusakan sel yaitu SGOT, SGPT, GLDH, dan LDH
2. Enzim yang berhubungan dengan penanda adanya sumbatan pada kantung empedu (kolestasis) seperti gamma GT dan fosfatase alkali.
3. Enzim yang berhubungan dengan kapasitas pembentukan (sintesis) hati misalnya kolinestrase.
Secara laboratoris pemeriksaan enzim hati pada hepatitis akut didapati adanya peninggian SGOT dan SGPT sampai 20-50 kali normal dengan SGPT lebih tinggi dari SGOT (SGOT/SGPT < 0,7) Selain itu gamma-GT lebih kecil dari SGOT Albumin /Globulin dalam batas kadar normal. Fosfatase alkali dapat meninggi bila terjadi gejala kolestasis. Maka SGOT dan SGPT dijadikan sebagai marker/penanda dalam teknik uji hayati penyakit lever (penyakit kuning) (Anonim , 2003)1.
Penyakit osteoporosis atau pengeroposan tulang meningkat seiring dengan bertambahnya usia. Kehilangan massa tulang kebanyakan dialami oleh wanita berusia 40 tahun ke atas, yaitu setelah mengalami menopause, pada waktu itu produksi hormon estrogennya rendah. Belakangan ini muncul raloxifene. Yakni senyawa yang disebut modulator reseptor estrogen selektif (MRES). MRES adalah senyawa non-steroid yang mampu mengikat dan berinteraksi dengan reseptor estrogen. Hasilnya, senyawa tersebut mampu meningkatkan masa tulang atau mencegah kehilangan masa tulang. Salah satu senyawa yang menyerupai estrogen (estrogen-like) yang terdapat di dalam tanaman adalah isoflavon. Senyawa ini memiliki potensi sebagai MRES dan memberikan efek yang positif terhadap tulang, seperti halnya raloxifene. Asalnya dari tanaman maka disebut fito-estrogen. Isoflavon tergolong kelompok flavonoid, senyawa polifenolik yang banyak ditemukan dalam buah–buahan, sayur-sayuran, dan biji-bijian. Yang termasuk isoflavon di antaranya adalah genistin, daidzin, genistein, dan daidzein.
Dilaporkan oleh Mazur (1998), dari beberapa bahan pangan yang telah dianalisis, diketahui kedelai menempati urutan pertama, mengandung daidzein 10,5 – 85 dan genistein 26,8 – 120,5 mg/100 g berat kering. Oleh karenanya, sampai sekarang kedelai menjadi pilihan utama sebagai sumber isoflavon. Kedelai sebagai sumber pangan dapat dikonsumsi melalui berbagai produk olahannya seperti bubuk kedelai, isolat dan konsentrat protein kedelai, soybean paste, tahu, tempe dan tauco. Belakangan ini telah banyak penelitian yang mencoba mengetahui efek osteoprotektif dari protein kedelai dan isoflavonnya. Studi dengan menggunakan tikus yang diovariektomi (diambil ovarium/indung telurnya, sebagai model pascamenopause) oleh beberapa peneliti telah terbukti, diet dengan kaya isoflavon kedelai dapat mempertahankan baik tulang tengkorak maupun vertebra sehingga mampu bersifat osteoprotektif. Bahram H. Arjmandi dan koleganya dari Departement of Nutritional Sciences, Oklahoma State University telah melaporkan bahwa konsumsi 40 g protein kedelai setiap hari selama tiga bulan pada wanita pascamenopause (tanpa TSH), secara nyata menurunkan ekskresi deoksipiridinolin (Dpd) urin. Dpd merupakan marker (penanda) spesifik untuk resorpsi sel-sel tulang. Dpd urin rendah berarti proses resorpsi sel-sel tulang berlangsung baik (Yulianto,2003)
Penyakit asam urat adalah suatu penyakit yang disebabkan kadar asam urat dalam darah tinggi. Konsentrasi asam urat dalam cairan biologi adalah suatu indikator yang penting dalam mendiagnosa dan memonitor penyakit encok dan hyperuricemia. Dari data refrensi kandungan asam urat dalam serum manusia rendah 0,21 sampai 0,42 mmol/L pada laki-laki dan 0,16 sampai 0,34 pada wanita (Stankov at al. 2003). Penyakit encok atau hiperurikemia adalah suatu penyakit yang disebabkan kadar asam urat dalam darah berlebih yang disebabkan peningkatan pembentukkkan asam urat atau ekskresi asam urat terganggu. Berlebihnya konsentrasi asam urat dalam darah akan mengakibatkan terbentuknya endapan kristal asam urat dan apabila terdapat dalam persendian akan menyebabkan rasa sakit. Reaksi yang terjadi dalam pembentukkan asam urat adalah:
Hipoxantin + O2 + H2O  Xantin + O2 + 2 H2O  asam urat + CO2 + H2O2 dengan enzim berturut hiposantin fosforibosil transferase dan xantin-oksidase. Dengan adnya defek pada hiposantin fosforibosil transferase, akan mengakibatkan terganggunya penggunaan basa purin basa sehingga penyebabkan penyakit hiperurikemia (Koolman dan Röhm, 2001). Enzim hiposantin fosforibosil transferase dapat bersifat sebagai marker/penanda dalam terjadinya penyakit encok atau hiperurikemia.
Dalam suatu penelitian yang dilakukkan oleh peneliti Ilmuwan dari Georgia of University dan perusahaan AviGenics Inc telah merekayasa secara genetika ayam jenis White Leghorn sehingga dapat menghasilkan telur yang mengandung obat untuk menyembuhkan penyakit. peneliti juga menekankan bahwa setiap telur ayam transgenic dapat mengandung sekitar 6,5 gram enzim marker/penanda beta-lactamase.
Untuk menghasilkan ayam transgenic itu, para peneliti menggunakan tiruan vector (tapi tanpa virus) dari Virus Avian Leukosis (ALV) untuk menyelipkan gen penghasil protein beta-lactamase. Setelah mengeramkan telur-telur di dalam incubator, didapatkan hanya 10 persen telur-telur yang membawa gen baru (Anonim, 2002)2.
Homosistein merupakan faktor risiko independent untuk penyakit vaskular. Akan tetapi banyak studi yang mengaitkan juga gangguan metabolisme homosistein dengan kelainan neuropsikiatri dan kerusakan kognitif pada lansia. Neural Tube Defect (NTD) serta penanda tumor/gangguan metabolisme homosistein merupakan salah satu faktor yang menyebabkan komplikasi tersebut diatas. Adanya gangguan fungsi enzim sebagai akibat adanya mutasi genetik maupun defisiensi asam folat, vitamin B12 dan B6 dapat menyebabkan terjadinya hiperhomosisteinemia. Hiperhomosisteinemia didefinisikan sebagai kenaikan kadar homosistein plasma puasa diatas 15 mmol/L. Peningkatan homosistein yang moderate dapat disebabkan oleh faktor gaya hidup yang dapat dimodifikasi, merokok, asupan nutrisi yang rendah vitamin, konsumsi kopi secara berlebihan dan kurang berolah raga. Homosistein (Hcy) merupakan senyawa antara yang dihasilkan pada metabolisme metionin, suatu asam amino esensial, dan terdapat dalam beberapa bentuk di plasma. Hcy merupakan produk antara berupa asam amino yang mengandung sulfur pada metabolisme metionin. Hcy akan diuraikan lebih lanjut oleh enzim sistationin b-sintase (CBS) menjadi sistein dengan bantuan vitamin B6 sebagai kofaktor, dan proses ini dinamakan demetilasi.
Stroke merupakan salah satu akibat yang disebabkan oleh peningkatan kadar homosistein plasma.
Neural Tube Defect (NTD) merupakan kelainan bawaan berat pada otak, tulang kepala dan sumsum tulang belakang. NTD juga bisa disebabkan selain faktor lingkungan juga faktor genetik. Kelainan genetik yang mungkin terjadi yaitu gangguan enzim-enzim yang terlibat dalam metabolisme homosistein, antara lain metilen tetrahidrofolat reduktase (MTHFR), metionin sintase (MS), sistationin b sintase (CBS), serin hidroksimetil transferase (SHMT), metilen tetrahidrofolat dehidrogenase (MTHFD) dan betaine homosistein metiltransferase (BHMT). NTD dapat dicegah dengan pemberian asam folat. Asam folat merupakan substrat untuk enzim yang terlibat dalam sintesis DNA dan RNA. enzim-enzim yang terlibat dalam gangguan metabolisme homosistein dapat bersifat sebagai marker/penanda (anonim, 2003)3.
Dari contoh-contoh aplikasi diatas maka kita dapat menarik suatu kesimpulan Senyawa marker adalah senyawa yang digunakan untuk analisis senyawa yang sulit dipisahkan atau keberadaannya kecil, serta yang mempunyai korelasi dengan senyawa tertentu. Senyawa marker dapat menjadi penciri atau penanda terhadap perubahan yang terjadi dalam metabolisme makluk hidup baik itu yang merugikan atau yang menguntungkan.

3 Comments

  1. February 24, 2011 at 6:30 pm

    assalamu’alaykum wrwb.

    salam kenal n silaturrahim mbak, tulisan yg bgs ttg seny marker, pnlitianny ya mbak? kbtulan jg pnlitian sy ttg seny marker, tp literatur msh krg. mhn izin mnta tulisanny ya!?

    trmaksih, deden

    • elok kamilah hayati said,

      February 24, 2011 at 6:43 pm

      Waalaikumsalam Wr Wb

      Salam silaturahmi…terimaksih sudah berkunjung di blog ini, izin tulisan yg mana yach maksudnya? tulisan saya ini kah??, monggo saja, semoga bermanfaat.

      salam,

      -elokkamilah-

  2. October 31, 2011 at 8:17 am

    assalamualaikum Wr Wb …..tulisan yang menrik tentang senayawa penanda atau biomarker…..kebetulan saya juga sedang ingin menyusun skripsi ada kaitanya dengan senyawa penanda namun pustaka saya miliki masih kurang..
    Bila ibu berkenan untuk bsa membantu mengirimkan pustaka terkait di email saya Farmasiccank@gmail.com


Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

Follow

Get every new post delivered to your Inbox.

%d bloggers like this: