1 BAB I. PENDAHULUAN I.1. Latar Belakang Matahari telah
advertisement
BAB I. PENDAHULUAN I.1. Latar Belakang Matahari telah menjadi simbol penting di banyak kebudayaan sepanjang peradaban manusia. Sinar matahari merupakan sumber energi terbesar bagi kehidupan yang memberikan suhu yang sesuai untuk kelangsungan hidup organisme di muka bumi. Matahari menjaga air yang merupakan salah satu penyokong terpenting bagi kehidupan tetap dalam bentuk cair. Dengan sinar matahari tumbuhan berklorofil mengadakan fotosintesis (Wisnubroto, 2006) sehingga dapat tumbuh serta menghasilkan oksigen dan berperan sebagai sumber pangan bagi hewan dan manusia (WHO, 2003). Sinar matahari disamping memberikan manfaat juga dapat menimbulkan dampak negatif bagi kesehatan khususnya kesehatan kulit. Pajanan sinar matahari tidak hanya membuat kulit menjadi gelap, tapi juga dapat menyebabkan gangguan kesehatan kulit. Berbagai gelombang elektromagnetik terkandung dalam cahaya matahari, seperti radiasi ultraviolet (UV) 45%, sinar tampak 5% dan infra merah (IR) 50%. Pajanan matahari yang berlebihan merupakan etiologi terjadinya eritema, edema, dan supresi imun yang pada akhirnya dihubungkan sebagai pemicu terbentuknya kanker kulit (Cho et al., 2005; Matsumura dan Ananthaswamy, 2002). Dampak negatif ini semakin besar dirasakan saat ini seiring semakin menipisnya lapisan ozon. The American Cancer Society memperkirakan bahwa kejadian kanker kulit telah meningkat 30 tahun terakhir ini dimana kejadian 1 2 kanker kulit non melanoma lebih besar dari 2 juta orang setiap tahunnya, dan melanoma sekitar 65.000 sampai 70.000 orang (Hockberger, 2002). Data terakhir menurut European Skin Cancer Foundation, kanker kulit adalah kanker yang paling umum di dunia. Insiden kanker kulit non-melanoma dan kanker kulit melanoma telah meningkat selama beberapa dekade terakhir. Saat ini, antara 2 dan 3 juta kanker kulit non-melanoma dan 200.000 kanker kulit melanoma terjadi secara global setiap tahun. Sebagian besar kanker kulit terjadi pada area tubuh yang paling sering terkena sinar matahari, seperti wajah, leher, kepala dan punggung tangan (Sax, 2000). Radiasi sinar UV dibagi tiga jenis menurut panjang gelombangnya yaitu UVA, B dan C (Menter dan Hatch, 2003; IS0 21348, 2004). Sinar UVA merupakan sinar UV yang paling banyak menimbulkan radiasi. Sinar UVA memiliki panjang gelombang 315-400 nm dan merupakan 90% sampai 95% dari radiasi UV yang mencapai permukaan bumi (Kochevar et al., 2008). Sinar UVB memiliki panjang gelombang 290-315 nm dengan energi lebih kuat mencapai permukaan bumi dibanding UVA. Radiasi sinar UVB memiliki intensitas tertinggi saat jam 10:00-14:00 dan sebagian sinar UVB terblokir oleh lapisan ozon di atmosfer (Kullavanijaya et al., 2005; Miyamura et al., 2011). Sinar UVB dalam jumlah kecil bermanfaat dalam sintesis vitamin D, namun dalam intensitas besar memicu eritema yang dapat menyebabkan kerusakan DNA sel sehingga dapat menyebabkan kanker kulit (Holick, 1995). Sinar UVC mempunyai panjang gelombang <290 nm dan sebagian sinarnya tidak ditransmisikan ke bumi karena terblokir oleh lapisan stratosfer 3 ozon. Namun semakin menipisnya lapisan ozon karena meluasnya kerusakan lingkungan, memberi peluang sinar UVC menembus bumi yang akhirnya dapat menimbulkan kerugian bagi manusia (Jou et al., 2003; Menter & Hatch, 2003). Pajanan sinar UV yang terlalu lama dan berlebihan pada tubuh manusia dapat mengakibatkan efek kesehatan akut dan kronis pada kulit, mata, dan sistem kekebalan tubuh (WHO, 2013). Kelainan kulit bersifat akut, misalnya sunburn (kemerahan terbakar matahari), tanning dan bersifat kronik, misalnya kanker kulit dan photoaging (penuaan dini). Sebesar 80% proses penuaan dini pada wajah disebabkan oleh sinar matahari (Hanson et al., 2006). Radiasi sinar UV merusak kulit karena berhubungan dengan stress oksidatif berat pada kulit dengan mempengaruhi epidermis serta lapisan bawah dermis dengan jalan berinteraksi dengan kromofor dan photosensitizer menghasilkan ROS yang menyebabkan kerusakan DNA yang diawali terjadinya peningkatan lipid peroksidase dengan mengaktifasi jalur tranduksi sinyal sitoplasmik yang berkaitan dengan pertumbuhan, diferensiaisi, penuaaan, dan degradasi jaringan ikat yang banyak mengandung fibroblas dan kolagen. Kolagen berperan dalam menunjang kesehatan kulit. Mekanisme penurunan sintesis kolagen dapat melalui dua mekanisme yaitu penuaan seluler fibroblas serta hilangnya stimulasi mekanis akibat penurunan serabut kolagen yang masih utuh yang salah satu penyebabnya terinduksinya matrix metalloproteinase (MMPs) oleh pajanan UVB (Saguet et al., 2006; Varani et al., 2004; Pinnell et al., 2003; Chainiauxe et al., 2002). Kebutuhan pokok manusia bukan hanya sandang pangan dan papan namun 4 juga kesehatan. Memelihara kesehatan dengan perilaku hidup sehat merupakan salah satu usaha manusia dalam memenuhi kebutuhan akan kesehatan. Indonesia sebagai negara tropis tak akan pernah lepas dari pajanan sinar matahari sepanjang tahun yang tentu dapat menyebabkan timbulnya permasalahan kesehatan khususnya pada kulit. Dengan semakin menipisnya lapisan ozon akibat kerusakan ekosistim akan semakin besar risiko gangguan kesehatan kulit. Usaha melindungi kulit dari dampak negatif akibat pajanan sinar matahari dengan demikian sangat diperlukan (Nash, 2006; Couteau at al., 2011). Salah satu usaha dari para peneliti dalam studi dermatologi untuk mencegah dampak negatif akibat pajanan sinar matahari adalah produk pelindung kulit dari pajanan sinar UV. Produk yang banyak dikembangkan salah satunya adalah sediaan tabir surya (sunscreen). Organisasi medis seperti American Cancer Society merekomendasikan penggunaan tabir surya karena membantu dalam pencegahan karsinoma sel skuamosa dan karsinoma sel basal. Penggunaan tabir surya yang berisi filter UV secara rutin dapat menyerap, merefleksikan, atau menyebarkan foton UV sehingga dapat memperlambat atau mencegah perkembangan keriput kulit kendur, dan penuaan dini (Poon et al., 2003; Gonzales et al., 2008). Menurut Finnen (1987), senyawa-senyawa tabir surya organik umumnya mempunyai inti benzena yang tersubstitusi pada posisi ortho atau para yang terkonjugasi dengan gugus karbonil. Sebagai contoh senyawa organik yang sering digunakan antara lain asam p-aminobenzoat (PABA), oktil salisilat, benzofenon, senyawa turunan kalkon dan senyawa turunan sinamat (oktil metoksisinamat). 5 Sediaan tabir surya dengan berbagai macam merek tersedia di pasaran dan cukup membantu konsumen untuk memberi perlindungan kulit terhadap sinar UV. Meskipun berbagai produk yang ada di pasaran dalam segi jumlah merek dari tahun ketahun bertambah secara nyata tapi dari segi bahan dasar tabir surya masih belum banyak bertambah. Bahan dasarnya yang ada saat ini ada yang dapat merusak ekosistem, karena mengandung senyawa anorganik yang sulit terdagradasi dengan sempurna. Oleh karena itu perlu dikembangkan suatu sediaan tabir surya yang mempunyai efikasi tinggi dan aman bagi kulit (Nash, 2006). Universitas Gadjah Mada melalui Laboratorium Kimia Organik, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam (FMIPA) bekerja sama dengan bagian Farmakologi & Terapi, serta Bagian Ilmu Penyakit Kulit dan Kelamin Fakultas Kedokteran (FK) telah merintis pengembangan senyawa tabir surya dalam upaya menghasilkan produk tabir surya yang efektif dan aman digunakan sehari-hari. Saat ini yang baru selesai disintesis adalah senyawa benzoil dan sinamoil terkonyugasi pada kaliks[4]resorsinarena (Budiana, 2013). Sintesis senyawa benzoil dan sinamoil yang terkonyugasi pada kaliks[4]resorsinaren tidak lepas dari berbagai penelitian sebelumnya mengenai kaliks[4]resorsinarena itu sendiri yang saat ini menjadi perhatian para ilmuan berbagai ilmu pengetahuan khususnya dibidang kimia dan kesehatan. Kaliks[4]resorsinarena merupakan senyawa aromatis yang berasal dari resorsinol dan gugus aldehid yang kaya dengan konjugasi elektron (Gutsche, 1989). Kaliks[4]resorsinarena atau kaliksaren sendiri mempunyai sifat tidak sitotoksik termasuk turunannya dan telah dilakukan penelitian sebagai adsorben 6 logam berat dan anti dotum (Paclet et al., 2006; Sarjono et al., 2008, sebagai komponen membran elektroda selektif ion perak (Ramadani et al., 2006), dan ikatan dengan amphotericin B sebagai anti jamur (Zumbuehl & Carreira, 2006) Kaliks[4]resorsinarena mempunyai titik lebur tinggi dengan stabilitas kimia termal, dan radiasi yang baik serta fotostabil. Struktur yang berbentuk mangkuk dengan konjugasi atom-atom yang kaya elektron berpotensi sebagai perangkap sinar UV, mempunyai titik lebur tinggi serta foto stabil (Paclet et al., 2006; Chawla et al., 2011). Turunan dari kalikresorsirena yang berhasil disintesis dan potensial dikembangkan sebagai tabir surya adalah benzoil kaliks[4]resorsinarena dengan seri: (1). benzoil C-fenilkaliks[4]resorsinarena, (2). benzoil C-metil kaliks[4]resorsinarena, dan (3). C-fenilkaliks[4]resorsinaril okta benzoat, ketiga senyawa tersebut terbukti mampu menyerap sinar UV dari hasil analitis spektroskopi UV-Vis Milton Roy spectronic 3000 Arraytm (Budiana, 2013). Meskipun terbukti mampu menyerap sinar UV yang tinggi, namun ketiga senyawa tersebut belum pernah dikaji potensinya sebagai senyawa tabir surya. Penelitian ini merupakan penelitian lebih lanjut untuk mengkaji beberapa turunan benzoil kaliks[4]resorsinarena sebagai senyawa tabir surya secara in vitro pada biakan fibroblas yang dipajani sinar UV-B. Selain itu dalam penelitian ini juga akan dikaji mekanisme turunan benzoil kalis[4]resorsinarena sebagai senyawa tabir surya in vitro dan toksisitasnya secara in vitro. 7 I.2 Perumusan Masalah Dari latar belakang penelitian diungkapkan di atas, permasalahan penelitian dirumuskan sebagai berikut: 1. Apakah senyawa turunan benzoil kaliks[4]resorsinarena: benzoil C-fenil kaliks[4]resorsinarena, benzoil C-metilkaliks[4]resorsinarena dan C-fenil kaliks[4]resorsinaril okta benzoat secara in vitro mempunyai efek proteksi terhadap kultur fibroblas yang diberi pajanan sinar UV-B. 2. Apakah senyawa turunan benzoil kaliks[4]resorsinarena: benzoil C-fenil kaliks[4]resorsinarena, benzoil C-metilkaliks[4]resorsinarena dan C-fenil kaliks[4]resorsinaril okta benzoat secara in vitro mempunyai sitotoksisitas dan indeks sitoksitas yang selektif terhadap kultur fibroblas. 3. Apakah senyawa turunan benzoil kaliks[4]resorsinarena: benzoil C-fenil kaliks[4]resorsinarena, benzoil C-metilkaliks[4]resorsinarena dan C fenil kaliks[4]resorsinaril okta benzoat mempunyai efek meningkatkan deposisi kolagen pada kultur fibroblas yang diberi pajanan sinar UVB. 4. Apakah senyawa turunan benzoil kaliks[4]resorsinarena: benzoil C-fenil kaliks[4]resorsinarena, benzoil C-metilkaliks[4]resorsinarena dan C-fenil kaliks[4]resorsinaril okta benzoat mempunyai efek menghambat peningkatan degradasi kolagen pada kultur fibroblas yang diberi pajanan sinar UVB. 8 I.3. Tujuan Penelitian Penelitian ini secara umum bertujuan untuk mengembangkan senyawa turunan seri benzoil kaliks[4]resorsinarena sebagai senyawa tabir surya melalui uji in vitro pada kultur fibroblas. Secara khusus tujuan penelitian ini adalah. 1. Mengetahui apakah senyawa turunan benzoil kaliks[4]resorsinarena: benzoil C-fenilkaliks[4]resorsinarena, benzoil C-metilkaliks[4] resorsinarena dan C-fenilkaliks[4]resorsinaril okta benzoat mempunyai efek proteksi terhadap kultur fibroblas yang diberi pajanan sinar UVB. 2. Mengetahui apakah senyawa turunan benzoil kaliks[4]resorsinarena: benzoil C-fenilkaliks[4]resorsinarena, benzoil C-metilkaliks[4] resorsinarena dan C-fenilkaliks[4]resorsinaril okta benzoat mempunyai sitotoksitas dan indeks sitoksitas yang selektif terhadap kultur fibroblas. 3. Mengetahui apakah senyawa turunan benzoil kaliks[4]resorsinarena: benzoil C-fenilkaliks[4]resorsinarena, benzoil C-metilkaliks[4]resorsinarea dan C-fenil kaliks[4]resorsinaril okta benzoat mempunyai efek meningkatkan deposisi kolagen pada kultur fibroblas yang diberi pajanan sinar UVB. 4. Mengetahui apakah senyawa turunan benzoil kaliks[4]resorsinarena: benzoil C-fenilkaliks[4]resorsinarena, benzoil C-metilkaliks[4]resorsinarea dan C-fenilkaliks[4]resorsinaril okta benzoat mempunyai efek menghambat peningkatan degradasi kolagen pada kultur fibroblas yang diberi pajanan sinar UVB. 9 I.4. Keaslian Penelitian Chawla et al. (2011) tentang pengukuran sun protection factor (SPF) senyawa tetrapropoxycalix[4]arene enonesand cinnamates konsentrasi 2% menghasilkan SPF 5,2 sedangkan kombinasi bersama OMC memberikan SPF 8.8. Penelitian lainnya oleh Tsukahara et al. (2005) meneliti efek fotoproteksi tabir surya pada kulit mencit yang diberikan sinar UVA dengan melihat aktivitas elastisitas kulit. Indrayani, (2007) meneliti efek SPF senyawa tabir surya hidroksida ganda terlapis Zn Al asam para amino benzoat baik secara in vitro dan in vivo. Saraswati et al. (2010) meneliti pengaruh pemberian alpha lipoic acid terhadap sintesis kolagen dan viabilitas fibroblas setelah terpajan sinar UVA. Budiana, (2013) mensintesis seri benzoil kaliks[4]resorsinarena dan sinamoil kaliks[4]resorsinarena serta uji aktivitasnya sebagai adsorben, antidotum logam berat dan tabir surya secara in vitro spektrofotometrik. Anggraeni, (2014) meneliti sitotoksisitas dan efek proteksi turunan senyawa sinamoil kaliks[4]resorsinarena terhadap viabilitas sel fibroblas kulit normal manusia yang terpajan sinar UVB. Sepengetahuan penulis, sejauh ini belum pernah dilakukan penelitian untuk mengkaji senyawa turunan seri benzoil kaliks[4]resorsinarena secara in vitro pada biakan fibroblas. I.5. Manfaat Penelitian Hasil penelitian ini diharapkan dapat memberi manfaat bagi pengembangan ilmu pengetahuan dan pembangunan negara dan bangsa, yaitu: 10 1. Bagi pengembangan ilmu pengetahuan Untuk memberikan informasi berupa data pendahuluan mengenai efek proteksi senyawa turunan benzoil kaliks[4]resorsinarena terhadap pajanan UV pada kultur fibroblas dan sebagai dasar ilmiah untuk mengkaji lebih lanjut efek proteksi dari senyawa turunan benzoil kaliks[4]resorsinarena. 2. Bagi mahasiswa Penelitian ini dapat meningkatkan kemampuan mahasiswa dalam penerapan metode kultur sel diberbagai penelitian eksperimental. 3. Bagi pembangunan Bangsa dan Negara Untuk memberi kontribusi dalam meningkatkan derajat kesehatan nasional dengan tersedianya produk kosmetik dalam hal ini tabir surya sebagai hasil karya anak bangsa sendiri yang bermutu dan aman dan dapat dipertanggungjawabkan secara medis. Serta untuk memperkaya produk hasil dalam negeri sehingga mengurangi ketergantungan terhadap produk luar negeri.
