TOMAT (Solanum lycopersicum L.) SEBAGAI AGEN

TOMAT (Solanum lycopersicum L.) SEBAGAI
AGEN KEMOPREVENTIF POTENSIAL
Rifki Febriansah*, Luthfia Indriyani, Kartika Dyah Palupi dan Muthi’ Ikawati
Fakultas Farmasi Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta
Korespondensi : e-mail : [email protected]
Abstrak
Jumlah penderita kanker terus mengalami peningkatan dari waktu ke waktu.
Eksplorasi bahan alam untuk menemukan agen kemopreventif menjadi suatu alternatif untuk
mengurangi jumlah penderita kanker di dunia. Agen kemopreventif merupakan agen yang
dapat mencegah dan menghambat proses perkembangan kanker serta membantu memulihkan
kondisi kesehatan penderita kanker.
Likopen merupakan senyawa karotenoid yang terdapat pada sayuran dan buah-buahan
berwarna merah kekuningan. Beberapa studi in vitro likopen menunjukkan adanya aktifitas
antioksidan yang poten sehingga dapat disimpulkan bahwa likopen merupakan salah satu
senyawa yang dapat dimanfaatkan sebagai agen kemopreventif potensial. Sumber likopen
terbesar dapat diperoleh dari buah tomat. Beberapa studi epidemiologi memperlihatkan
adanya penurunan resiko kanker prostat pada pria yang mengkonsumsi likopen dari buah
tomat. Selain likopen, polifenol yang terdapat dalam tomat ternyata juga memiliki
kemampuan antioksidan yang dapat memadamkan radikal bebas. Hasil penelitian ini
memberi kemungkinan bahwa konsumsi tomat dapat memberikan proteksi terhadap
kerusakan oksidatif yang secara potensial mencegah mutasi pada fase inisiasi dan progresi
dari kanker.
Sangat disayangkan penggunaan dan konsumsi tomat di masyarakat Indonesia masih
rendah, sehingga diperlukan sosialisasi kepada masyarakat tentang manfaat yang diperoleh
dengan mengkonsumsi tomat. Untuk meningkatkan konsumsi masyarakat terhadap tomat
dilakukan dengan memodifikasi tomat menjadi sediaan yang menarik dan diminati
masyarakat.
Kata kunci: Solanum lycopersicum L., likopen, polifenol, antioksidan, kemopreventif
1
PENDAHULUAN
Tomat (Solanum lycopersicum) merupakan salah satu tanaman yang sangat dikenal
oleh masyarakat Indonesia. Namun pemanfaatannya hanya sebatas sebagai lalap dan bahan
tambahan dalam masakan. Kandungan senyawa dalam buah tomat di antaranya solanin
(0,007 %), saponin, asam folat, asam malat, asam sitrat, bioflavonoid (termasuk likopen, α
dan ß-karoten), protein, lemak, vitamin, mineral dan histamin (Canene-Adam, dkk., 2005).
Likopen merupakan salah satu kandungan kimia paling banyak dalam tomat, dalam 100 gram
tomat rata-rata mengandung likopen sebanyak 3-5 mg (Giovannucci, 1999). Dalam beberapa
penelitian menyebutkan bahwa tomat dapat bermanfaat sebagai obat diare, serangan empedu,
gangguan pencernaan serta memulihkan fungsi liver (Fuhramn, 1997). Beberapa studi in vitro
menemukan bahwa likopen memiliki aktivitas antioksidan yang poten. Levy et. Al. (1995)
menyebutkan bahwa likopen mampu menghambat pertumbuhan kanker endometrial, kanker
payudara dan kanker paru-paru pada kultur sel dengan aktivitas yang lebih tinggi
dibandingkan
dengan
α
dan
β-karoten.
Likopen ditemukan mampu menginaktifkan hidrogen peroksida dan nitrogen peroksida
(Bohm, dkk., 1995). Dengan penghambatan senyawa radikal bebas tersebut maka
kemungkinan terjadinya kanker dapat diturunkan.
SIFAT KIMIA DAN METABOLISME LIKOPEN
Likopen merupakan pigmen alami yang disintesis oleh tanaman dan mikroorganisme,
merupakan senyawa karotenoid, bentuk isomer asiklik dari β-karoten dan tidak memiliki
aktivitas sebagai vitamin A (Agarwal dan Rao, 1999). Likopen mempunyai rumus molekul
C40H56 dengan berat molekul 536,85 Da dan titik cair 172°C – 175°C. Struktur kimia likopen
merupakan rantai tak jenuh dengan rantai lurus hidrokarbon terdiri dari tiga belas ikatan
rangkap, duabelas diantaranya ikatan rangkap terkonjugasi, sementara dua ikatan rangkap
sisanya tidak terkonjugasi (Agarwal dan Rao, 2000).
Sifat kimia likopen lainnya adalah bentuk kristalnya yang seperti jarum, panjang,
dalam bentuk tepung berwarna kecoklatan. Likopen bersifat hidrofobik kuat dan lebih mudah
larut dalam kloroform, benzena, heksana, dan pelarut organik lainnya. Degradasi likopen
dapat melalui proses isomerisasi dan oksidasi karena cahaya, oksigen, suhu tinggi, teknik
pengeringan, proses pengelupasan, penyimpanan dan asam. Studi lain menyatakan bahwa
bioavaibilitas likopen dipengaruhi dosis konsumsi dan adanya karotenoid lain seperti
misalnya β-karoten (Johnson dkk.,1997).
2
Ketersediaan biologi (bioavailability) likopen dipengaruhi oleh bentuk molekul,
jumlah likopen dalam makanan, kandungan matriks bahan makanan, medium lemak atau
minyak, efek serat makanan dan interaksi dengan karotenoid lain. Metabolisme likopen
terjadi bersamaan dengan metabolisme lemak. Di dalam duodenum misel yang mengandung
likopen masuk ke dalam mukosa sel usus melalui difusi pasif setelah dicerna oleh lipase
pankreas dan diemulsi garam empedu. Selanjutnya dibawa ke dalam aliran darah melalui
system limfatik. Likopen didistribusikan ke jaringan terutama melalui LDL. Likopen paling
banyak kandungannya pada beberapa jaringan antara lain testis, kelenjar adrenal, hati dan
prostat (Clinton, 1998).
MEKANISME LIKOPEN TERHADAP PENGHAMBATAN KARSINOGENESIS
Gambar 1. Mekanisme kemopreventif likopen secara umum
Mekanisme antioksidan sebagai blocking agent
Sebagai blocking agent likopen mengeliminasi zat karsinogenesis dari luar (virus, polusi,
radiasi, xenobiotik) dengan mekanisme antioksidan sehingga stress oksidatif yang terjadi
tidak membuat kerusakan seluler atau genetik. Dalam pencegahan inisiasi tumor, aktivitas
antioksidan memiliki peran penting dalam meredam radikal-radikal bebas. Senyawa radikal
bebas merupakan senyawa elektrofilik reaktif yang dapat bereaksi membentuk ikatan kovalen
dengan makromolekul sel termasuk protein-protein dan asam nukleat. Mortensen dkk. (1997)
dengan
memakai
teknik
radiolisis
mendemontrasikan
kemampuan
likopen
untuk
membersihkan radikal nitrogen dioksida (NO2*), thiyl (RS*) dan sulfonil (RSO2*). Likopen
3
dengan sifatnya yang sangat lipofil dan umumnya terdapat di dalam membran sel dan
komponen lipid lainnya. Oleh karena itu dalam lingkungan yang lipofil, likopen memiliki
kemampuan maksimum sebagai anti spesies oksigen reaktif atau radikal bebas. Likopen juga
ditemukan dapat mencegah kerusakan membran dan kematian sel limfosit oleh serangan
NO2* dua kali lebih efisian dibanding β-karoten (Bohm dkk. dan Tinkler dkk., 1995). Boileau
dkk. (1999) dan Birt dkk. (2001) menyatakan baik karotenoid maupun polifenol yang
terdapat dalam tomat memiliki kemampuan antioksidan yang dapat memadamkan radikal
bebas. Likopen sebagai antioksidan nonenzimatis, secara signifikan dapat menurunkan enzim
fase I seperti cytochrome p450-dependent enzymes dan meningkatkan enzim detoksifikasi
fase II seperti hepatic quinone reductase (Breinholt dkk., 2000). Enzim-enzim metabolisme
ini penting dalam penghilangan substansi asing dan karsinogen dari dalam tubuh. Enzim
tersebut akan mendetoksifikasi senyawa-senyawa elektrofilik yang dapat berikatan kovalen
dengan protein maupun asam nukleat sehingga kerusakan sel dan inisiasi terjadinya mutasi
dapat dicegah.
Mekanisme antioksidan sebagai blocking agent
Sementara itu aktivitas likopen sebagai suppresing agent, faktor mekanisme non
oksidatif likopen menjadi kunci utama meskipun peran antioksidan tidak dapat dipisahkan
dalam menghambat kerusakan seluler/genetik lebih jauh. Mekanisme non-oksidatif dilakukan
melalui pengaturan fungsi gen, memperbaiki gap-junction communication, modulasi hormon
tumbuh IGF-I dan respon imun atau pengaturan metabolisme. Sies dan Stahl (1995)
menemukan tingginya konsentrasi likopen dalam tomat memiliki kemampuan menghambat
oksidasi pada tahap progresi dalam karsinogenesis. Tahap progesi merupakan perbuahan
genetik lebih lanjut menuntun pada terbentuknya koloni sel yang lebih besar. Timbulnya
keistimewaan-keistimewaan lain seperti peningkatan mobilitas dan angiogenesis juga muncul
pada fase ini.
Studi in vitro juga
menyampaikan berbagai
mekanisme
likopen
sebagai
kemopreventif. Zhang dkk. (1991) dalam percobaannya pada sel fibroblas embrio tikus,
melaporkan bahwa likopen dapat meningkatkan regulasi komunikasi gap junction melalui
peningkatan ekspresi gen connexin43 yang mengkode sebagian besar protein gap junction.
Formasi dari gap junction dapat memberikan jalan bagi komunikasi dari sel ke sel yang
penting dalam pengaturan pertumbuhan sel yang tidak terkontrol.
Penelitian lain menyebutkan bahwa likopen mampu menghambat ekspresi cyclin D1
pada G0/G1 (Obermuller dkk., 2003). Penelitian lain juga melaporkan bahwa likopen
4
menekan progresi cell cycle pada sel kanker payudara melalui penghambatan ekspresi cyclin
D1 sehingga menghambat proliferasi sel dan menginduksi apoptosis (Nahum A., dkk., 2001).
Cyclin merupakan protein yang berperan dalam progresi siklus sel dan mengaktivasi cyclin
dependent kinase untuk mengeluarkan sel dari fase G0 memasuki fase G1 (Foster dkk.,
2001). Sel dalam keadaan istirahat, atau berada pada fase G0, dapat menginisiasi daur sel
kembali jika sel merespon faktor pertumbuhan. Untuk mengawali kembali fase G1, sel
memerlukan aktivasi berbagai kompleks cyclin-CDK dan faktor transkripsi yang akan
memicu ekspresi protein-protein yang diperlukan untuk replikasi DNA. Dengan adanya
penghambatan kompleks cyclin-CDK, sel tidak dapat menyelesaikan daur selnya sehingga
pertumbuhannya juga akan terhenti. Dengan penghambatan aktivitas daur sel tersebut maka
likopen memiliki sifat antiproliferatif yang dapat menekan pertumbuhan sel kanker.
Gambar 2. Penghambatan siklus sel kanker oleh likopen
Likopen mampu menjadi blocking agent maupun suppressing agent yang
memungkinkan penerapannya bagi masyarakat luas sebagai bentuk pencegahan inisiasi
kanker, bahkan mampu dikembangkan secara klinis untuk menjadi pencegah keganasan sel
malignan bagi penderita kanker.
5
METODE
PENGOLAHAN
TOMAT
UNTUK
MENGOPTIMALKAN
MANFAATNYA
Dalam kehidupan sehari-hari konsumsi tomat masih sangat minim dan belum menjadi
kebutuhan yang penting bagi kesehatan di masyarakat. Selain itu pemanfaatannya juga masih
secara sederhana dan tanpa pengetahuan pengolahan yang tepat terhadap tomat sehingga
diperoleh hasil kandungan tomat yang tidak optimal. Selama ini pemakaiannya hanya sebatas
dimakan secara langsung sebagai lalap dan sayuran, belum melalui pengolahan yang baik dan
tepat.
Penerapan tomat sebagai kemopreventif sejalan dengan pola konsumsi likopen seharihari. Berdasarkan penelitian Agarwal dan Rao (1999) bahwa masyarakat disarankan untuk
mengkonsumsi rata-rata 1,86 mg likopen per hari dan dibawah angka tersebut dinyatakan
kekurangan likopen. Oleh karena itu, jika dalam setiap 100 gram tomat mentah rata-rata
mengandung likopen 3-5 mg, maka dalam sehari idealnya mengkonsumsi 200 gram tomat
agar mampu mengurangi risiko terkena kanker.
Likopen tidak disintesis di dalam tubuh manusia tetapi fluktuasi keberadaannya dalam
serum sangat mempengaruhi kesehatan manusia. Oleh karena itu dibutuhkan inovasi produk
untuk mengefisiensikan konsumsi likopen bagi masyarakat luas maupun penderita kanker.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa konsumsi saos tomat lebih efektif meningkatkan
bioavailabilitas likopen dalam tubuh dibandingkan dengan mengkonsumsi tomat segar (Allen
C., dkk., 2002). Likopen ditemukan dalam sel mukosa dalam jumlah yang lebih besar pada
individu yang mengkonsumsi saos tomat, hal ini dapat mencerminkan kadar likopen dalam
plasma (Allen C., dkk., 2003). Hal tersebut menunjukkan bahwa keberadaan likopen akan
meningkat dalam produk olahan tomat dibandingkan dalam tomat segar.
Hal ini disebabkan karena struktur kimia dari likopen itu sendiri. Likopen secara
alami dalam tumbuhan berada dalam bentuk konfigurasi trans yang secara termodinamik
adalah bentuk yang stabil (Zechmeister dkk., 1949 ; Nguyen dan Schwartz, 1999). Dengan
pengaruh cahaya dan pemanasan bentuk all-trans dapat berubah menjadi isomer mono atau
poli cis (Sudardjat dan Gunawan, 2003). Secara umum isomer cis bersifat lebih polar,
mempunyai kecenderungan yang lebih rendah untuk menjadi kristal, lebih larut dalam
minyak dan pelarut hidrokarbon, lebih mudah bergabung dengan lipoprotein maupun struktur
lipid subseluler, sehingga lebih mudah masuk ke dalam sel dan bersifat kurang stabil
dibanding isomer trans (Clinton dkk., 1996). Sehingga dapat disimpulkan bahwa tomat yang
mengalami pengolahan dan pemanasan terlebih dahulu sebelum dikonsumsi akan
meningkatkan bioavailabilitas likopen dalam tubuh.
6
KESIMPULAN
Tomat merupakan buah yang dapat bermanfaat sebagai salah satu agen
khemopreventif yang potensial dengan kandungan senyawa aktifnya berupa likopen.
Mekanisme aksi senyawa likopen sebagai agen khemopreventif melalui penghambatan cell
cycle pada fase G1. Untuk meningkatkan bioavailabilitas senyawa likopen dalam tubuh
dilakukan dengan cara mengubah tomat segar menjadi bentuk olahan lainnya.
SARAN
Perlu dilakukan sosialisasi kepada masyarakat dalam peningkatan konsumsi tomat sehingga
taraf kesehatan masyarakat semakin meningkat khususnya terhadap penyakit kanker. Selain
itu juga perlu dilakukan penelitian lebih lanjut mengenai dosis optimal dalam upaya
pencegahan dan pengobatan penyakit kanker.
DAFTAR PUSTAKA
Agarwal S, Rao AV. 2000. role of Antioxidant Lycopene in cancer and heart diseases.
Journal of the American College of Nutrition, Vol. 19, No. 5, 563–569
Allen, C. M., Schwartz, S. J., Craft, N. E., Giovannucci, E. L., DeGroff, V. L. & Clinton, S.
K. 2003. Changes in plasma and oral mucosal lycopene isomer concentrations in
healthy adults consuming standard servings of processed tomato products. Nutr. Cancer
47: 48–56.
Allen, C. M., Schwartz, S. J., Craft, N. E., Giovannucci, E. L., De Groff, V. L. & Clinton, S.
K. 2003. Changes in plasma and oral mucosal lycopene isomer concentrations in
healthy adults consuming standard servings of processed tomato products. Nutr. Cancer
47: 48–56.
Allen, C. M., Smith, A. M., Clinton, S. K. & Schwartz, S. J. 2002. Tomato consumption
increases lycopene isomer concentrations in breast milk and plasma of lactating women.
J. Am. Diet. Assoc. 102: 1257–1262.
Birt, D. F., S. Hendrich, & W. Wang. 2001. Dietary agents in cancer prevention: flavonoids
and isoflavonoids. Pharmacol. Ther. 90: 157–177.
Bohm F, Tinkler JH, Truscott TG. 1995.Carotenoids protect against cell membrane damage
by the nitrogen dioxide radical. Nature Med 1:98–99,
Boileau, T.W.M., A. C. Moore, & J. W. Erdman. 1999. Carotenoids and Vitamin A. In:
Antioxidant Status, Diet, Nutrition, and Health (Papas, A. M., ed.), pp. 133–158. CRC
Press LLC, Boca Raton, FL.
Breinholt, V., S. T. Lauridsen, B. Daneshvar, & J. Jakobsen. 2000. Dose-response effects of
lycopene on selected drug-metabolizing and antioxidant enzymes in the rat. Cancer
Lett. 154: 201–210.
Canene-Adams K., Clinton, S. K., King, J. L., Lindshield, B. L., Wharton C., Jeffery, E. &
Erdman, J. W. Jr. 2004. The growth of the Dunning R-3327-H transplantable prostate
adenocarcinoma in rats fed diets containing tomato, broccoli, lycopene, or receiving
finasteride treatment. FASEB J. 18: A886 (591.4).
7
Clinton SK, Emenhiser C, Schwartz SJ, Bostwick DG, Williams AW, Moore BJ, Erdman
JW, Jr. Cis-trans lycopene isomers, carotenoids, and retinol in the human prostate.
Cancer Epidemiol Biomarkers Prev. 1996;5:823–33.
Clinton, S. 1998. Lycopene chemistry, biology, and implications for human health and
disease. Nutrition Reviews ;5 6:3.5-51
Clinton, S. K., 1998. Lycopene: chemistry, biology, and implications for human health and
disease. Nutr. Rev. 56: 35–51.
Foster, J.S., D.C. Henley, S. Ahamed, J. Wimalasena. 2001. Esterogen and Cell Cycle
Regulation in Breast Cancer. Trend in Endocrinology and Metabolism. 12 (7): 320-327.
Fuhramn B, Elis A, Aviram M: Hypocholesterolemic effect of lycopene and b-carotene is
related to suppression of cholesterol synthesis and augmentation of LDL receptor
activity in macrophage. Biochem Biophys Res Commun 233:658–662, 1997.
Giovannucci, E. 1999. Tomatoes, tomato-based products, lycopene, and cancer: review of the
epidemiologic literature. J. Natl. Cancer Inst. 91:317–331.
Levy J, Bosin E, Feldmen B, Giat Y, Miinster A, Danilenko M, Sharoni Y. 1995.Lycopene is
a more potent inhibitor of human cancer cell proliferation than either a-carotene or b
carotene. Nutr Cancer 24:257–266.
Mortensen A, Skibsted LH: Relative stability of carotenoid radical cations and homologue
tocopheroxyl radicals. A real time kinetic study of antioxidant hierarchy. FEBS Lett
417:261–266, 1997.
Nahum, A., Hirsch, K., Danilenko, M., Watts, C. K., Prall, O. W., Levy, J. & Sharoni, Y.
.2001.Lycopene inhibition of cell cycle progression in breast and endometrial cancer
cells is associated with reduction in cyclin D levels and retention of p27(Kip1) in the
cyclin E-cdk2 complexes. Oncogene 20: 3428–3436
Nguyen ML, Schwartz SJ. 1999. Lycopene: chemical and biological properties. Food Tech
53:38–45
Nguyen ML, Schwartz SJ. 1999. Lycopene: chemical and biological properties. Food Tech
53:38–45
Obermuller-Jevic, U. C., E. Olano-Martin, A. M. Corbacho, J. P. Eiserich, A. van der Vliet,
G. Valacchi, C. E. Cross, & L. Packer. 2003. Lycopene inhibits the growth of normal
human prostate epithelial cells in vitro. J. Nutr. 133:3356–3360
Rao AV, Agarwal S. 1999.Role of lycopene as antioxidant carotenoid in the prevention of
chronic diseases: a review. Nutr Res 19:305–323.
Rao, A, and Agarwal, S. 1999. Role of lycopene as antioxidant carotenoid in the prevention
of chronic diseases. Nutrition Research; 19:305-23
Stahl W, Sies H. 1992.Uptake of lycopene and its geometrical isomers is greater from heat
processed than from unprocessed tomato juice in humans. J Nutr 122:2161–2166.
Sudardjat SS, Gunawan I. 2003. Likopen (Lycopene). Majalah Gizi Medik Indonesia Vol. 2
No. 5; 7-8
Tinkler JH, Bohm F, Schalch W, Truscott TG. 1994.Dietary carotenoids protect human cells
from damage. J Photochem Photobiol 26:283–285.
Zechmeister L, LeRosen AL, Went FW, Pauling L. 1941. Prolycopene, a naturally occuring
sterioisomer of lycopene. Proc Natl Acad Sci USA 21:468–474
Zhang L-X, Cooney RV, Bertram JS.1991.Carotenoids enhance gap junctional
communication and inhibit lipid peroxidation in C3H/ 10T1/2 cells: relationship to their
cancer chemopreventive action. Carcinogenesis 12:2109–2114.
8