Farmakologi

ANTIINFLAMASI

1. Inflamasi
Inflamasi merupakan respon jaringan hidup sebagai reaksi lokal atas keberadaan benda asing, organisme hidup atau adanya luka pada dirinya. Reaksi ini meliputi berbagai proses yang kompleks terdiri dari deretan aktivasi enzim, pelepasan mediator, pengeluaran cairan, migrasi sel, pembongkaran dan perbaikan jaringan. Proses tersebut mengakibatkan perubahan fisiologis antara lain eritema, udema, asma, dan demam (Vane dan Botting, 1996). Aktivasi berbagai enzim (gambar 1) menyebabkan terjadinya biosintesis mediator dan release mediator inflamasi. Pada proses inflamasi, dilepaskan berbagai jenis mediator inflamasi yaitu:
• amina vasoaktif: histamin & 5-hidroksi tritophan (5-HT/serotonin). Keduanya terjadi melalui inaktivasi epinefrin dan norepinefrin secara bersama-sama
• plasma protease: kinin, sistem komplemen & sistem koagulasi fibrinolitik, plasmin, lisosomalesterase, kinin, dan fraksi komplemen
• metabolik asam arakidonat: prostaglandin, leukotrien (LTB4 LTC4, LTD4, LTE4 , 5-HETE (asam 5-hidroksi-eikosatetraenoat)
• produk leukosit – enzim lisosomal dan limfokin
• activating factor dan radikal bebas
Inflamasi berasal dari kata dalam bahasa Latin “inflammare” yang berarti “membakar”. Empat gejala khas yang muncul pada proses inflamasi yaitu rubor (kemerahan), tumor (bengkak), calor (panas), dan dolor (nyeri) digambarkan oleh Celsus pada abad I dalam bukunya De Re Medizina yang dipublikasikan kemudian (Spector dan Willoughby, 1968). Galen menambahkan satu ciri lagi yaitu functio laesa (hilangnya fungsi) (Hurley, 1972). Proses-proses di bawah ini terjadi pada proses inflamasi (gambar 2).
A. Eksudasi: fase primer pada inflamasi adalah perubahan sturktural pada dinding vaskuler. Perubahan ini mengakibatkan peningkatan permeabilitas pembuluh darah yang membiarkan protein kaya cairan menembus dinding vaskuler (udema dan kemerahan).
B. Infiltrasi: leukosit, makrofag, dan limfosit, di bawah pengaruh kemotaksik, memasuki area inflamasi (fase primer). Beberapa dari sel-sel tersebut mengandung enzim lisosom yang mampu menelan dan mencerna partikel-partikel asing (fagositosis).
C. Proliferasi: limfosit dan makrofag mengalami transformasi menjadi lapisan pembatas sel yang antara lain mampu mensistesis antibodi-antibodi (fase sekunder) (Verboom, 1979).














Gambar 1. Berbagai enzim yang teraktifkan pada proses inflamasi.

Obat-obat antiinflamasi digunakan pada umumnya untuk mengurangi gejala-gejala atau perubahan fisiologis yang dirasakan berlebih pada kondisi inflamasi, misalnya nyeri yang taktertahankan, rasa gatal yang berlebih, kemerahan dan bengkak yang mengganggu, walaupun inflamasi bisa merupakan fenomena menguntungkan karena merupakan mekanisme pertahanan tubuh yang hasilnya adalah netralisasi dan pembuangan agen penyerang, serta penghancuran jaringan nekrosis. Fungsi inflamasi dengan memobilisasi pertahanan tubuh dilakukan dengan cara sebagai berikut:
1) fagositosis pada tempat tersebut. Leukosit, makrofag dan limfosit di bawah pengaruh kemotaktik memasuki area inflamasi (fase infiltrasi). Beberapa dari sel-sel tersebut mengandung enzim lisosom yang mampu menelan dan mencerna partikel asing.
2) terbentuknya berbagai macam antibodi pada daerah tersebut. Limfosit dan makrofag mengalami transformasi menjadi lapisan pembatas sel yang mampu mensintesis antibodi (fase proliferasi).
3) menetralisir atau mencairkan iritan (dengan edema). Fase primer pada inflamasi adalah perubahan struktural pada dinding vaskuler. Perubahan ini mengakibatkan peningkatan permeabilitas pembuluh darah yang membiarkan protein kaya cairan menembus dinding vaskuler (fase eksudasi) (Verboom, 1979).
4) membatasi perluasan inflamasi dengan pembentukan fibri, fibrosis dan terbentuknya dinding granulasi.
5) diikuti proses perbaikan jaringan atau penyembuhan.



























Gambar 2. Proses inflamasi (Timmerman, 1997).
Sedgwick dan Willoughby (1994) mengklasifikasikan inflamasi menjadi 2 yaitu: inflamasi imunologis dan inflamasi non-imunologis. Inflamasi non-imunologis dibagi lagi menjadi akut dan kronis. Pada pemeriksaan histopatologi, lesi inflamasi non-imunologis akut mengandung polymorphonuclear leucocytes, berbeda dengan inflamasi kronis yang mengandung mononuclear cells seperti makrofag dan limfosit. Inflamasi imunologis terdiri dari immediate dan delayed.

A. Inflamasi imunologis
Respon imun mempunyai 3 fungsi utama, yaitu pertahanan, homeostatik, dan immunesurveillance. Respon imun ini bertujuan untuk melenyapkan benda asing yang bersifat antigenik dengan cepat, namun demikian tidak jarang terjadi kerusakan jaringan justru oleh adanya penyimpangan respon imun terhadap konfigurasi asing tertentu yang di antaranya sebagai alergi atau hipersensitivitas. Salah satu manifestasi alergi adalah terjadinya reaksi inflamasi yang merupakan respon tubuh secara vaskular terhadap adanya kerusakan jaringan. Inflamasi yang terjadi akibat reaksi antara antibodi atau sel T spesifik (yang merupakan respon imun) dengan antigen disebut inflamasi imunologis (Abrams, 1994).
Menurut Terr (1994), reaksi inflamasi yang disebabkan respon imun ada 3 macam, yaitu inflamasi yang diperantarai antibodi IgE, kompleks imun, dan sel.
1) Inflamasi yang diperantarai antibodi IgE, disebut juga reaksi hipersensitivitas tipe segera (immediate) karena terjadi sangat cepat, hanya beberapa menit setelah paparan. Mekanisme timbulnya inflamasi yang diperantarai antibodi IgE melalui 3 fase yaitu fase sensitisasi, fase aktivasi, dan fase efektor. Mekanisme timbulnya inflamasi yang diperantarai antibodi IgE terlihat pada gambar 3.
(i) fase sensitisasi.
Tubuh yang terpapar antigen untuk pertama kalinya akan menimbulkan respon pembentukan IgE. IgE merupakan antibodi yang memiliki afinitas tinggi terhadap sel mast sehingga IgE yang telah terbentuk akan terikat di permukaan sel mast pada reseptor Fc.
(ii) fase aktivasi.
Terjadinya paparan ulang dengan antigen yang sama akan menyebabkan pembentukan jembatan antara 2 molekul IgE pada permukaan sel (crosslinking). Crosslinking ini akan menimbulkan gangguan stereospesifik yang mengaktifkan enzim fosfolipase C sehingga mengkatalisis hidrolisis polifosfatidilinositol (PI) menjadi 1,2-diasilgliserol (1,2-DAG) dan inositol trifosfat (IP3). Senyawa 1,2-DAG akan mengaktifkan enzim protein kinase C (PKC), sedangkan IP3 menyebabkan influks Ca2+. Keberadaan ion Ca2+ dan PKC pada sitoplasma sel mast ini akan mempermudah fusi membran periglanuler granula sekretorik dengan membran sel. Serangkaian proses ini akan menyebabkan degranulasi sel mast sehingga melepaskan mediator inflamasi yang terkandung di dalamnya seperti histamin, serotonin, dan faktor kemotaktik untuk neutrofil dan eosinofil (Maeyama dan Watanabe, 1992). Proses degranulasi sel mast dapat dilihat pada gambar 4.

Gambar 3. Mekanisme timbulnya inflamasi yang diperantarai IgE (Terr, 1994).

(iii) fase efektor.
Adalah waktu yang dibutuhkan untuk terjadinya respon yang kompleks (anafilaksis) sebagai bahan-bahan yang dilepaskan oleh sel mast dengan aktivitas farmakologis. Reaksi yang terjadi dapat berupa vasodilatasi, peningkatan permeabilitas vaskuler, penyempitan bronkus, udema pada mukosa dan hipersekresi mukus.


Gambar 4. Skema proses degranulasi sel mast.

Setelah antigen berikatan dengan IgE di permukaan sel mast, enzim fosfolipase C (PLC-γ1) mengubah fosfatidil inositol (PI) menjadi inositol trifosfat (IP3) dan 1,2-diasilgliserol (DAG). IP3 merangsang Ca2+ keluar dari tempat penyimpanannya, sedang DAG mengaktifkan protein kinase C (PKC). PKC dan kadar Ca2+ yang tinggi dalam sel memudahkan fusi membran granul dengan membran sel, akibatnya mediator-mediator dalam granul (termasuk histamin) dilepaskan keluar dari sel mast (Maeyama dkk., 1992).

2) Inflamasi yang diperantarai kompleks imun, terjadi bila kompleks antigen-antibodi ditemukan dalam jaringan atau dinding pembuluh darah dan mengaktifkan komplemen untuk merusak sel sasaran. Antibodi yang terlibat pada inflamasi ini biasanya IgG atau IgM, sedangkan antigen dapat berupa agen infeksi maupun autogen. Komplemen yang telah diaktifkan kemudian merangsang pelepasan macrophage chemotactic factor (faktor kemotaktik) yang berupa C3a dan C5a (anafilatoksin) dan vasoaktif amin yang berasal dari sel mast jaringan dan sel basofil darah. C3a berperan sebagai anafilatoksin yang menyebabkan pelepasan histamin dari sel mast dan mengakibatkan kenaikan permeabilitas vaskular. C5a juga merupakan anafilatoksin dan sebagai faktor kemotaktik bagi eosinofil dan neutofil. Neutrofil selanjutnya akan melepaskan enzim lisosom dan generate toxic oxidant dalam proses fagosit kompleks imun, serta cara eksositosis untuk menghancurkan deposit kompleks imun. Karena kompleks imun melekat erat pada jaringan pembuluh darah, maka enzim lisosom tersebut dapat menyebabkan kerusakan jaringan. Mekanisme timbulnya inflamasi yang diperantarai kompleks imun terlihat pada gambar 5.

3) Inflamasi yang diperantarai oleh sel, disebut juga hipersensitivitas tipe lambat (delayed hypersensitivity) yang pada umumnya timbul > 12 jam setelah pemaparan antigen. Reaksi inflamasi ini tidak melibatkan antibodi tetapi melibatkan sel-sel limfosit T. Reaksi inflamasi ini terjadi karena kenaikan reaktivitas terhadap antigen spesifik oleh sel T.
Perbedaan inflamasi yang diperantarai oleh antibodi IgE, kompleks imun, dan sel tersaji pada tabel I.


Tabel I. Penggolongan inflamasi imunologis (Terr, 1994).
Tipe inflamasi Waktu maksimal reaksi Sel-sel inflamasi yang terlibat Mediator utama Mekanisme imunologis
Inflamasi yang diperantarai IgE (hipersensitivitas tipe segera) 15 menit
(fase cepat) Eosinofil Histamin, leukotrien Antigen berikatan dengan IgE di permukaan mastosit menyebabkan degranulasi dengan pelepasan preformed mediator
6 jam
(fase lambat) Eosinofil, neutrofil PAF, TNFα, PGD2, leukotrien Setelah degranulasi, mediator dibentuk oleh mastosit
Inflamasi yang diperantarai kompleks imun 8 jam Neutrofil Komplemen factor C5a Kompleks antigen-antibodi berikatan dengan komplemen dan menginduksi aktivitas neutrofil
Inflamasi yang diperantarai sel (hipersensitivitas tipe lambat) 36 jam Limfosit (sel TDH/sel T CD4+), makrofag Limfokin Limfokin yang dilepaskan sel TDH teraktivasi menginduksi makrofag dan respon sel


Gambar 5. Mekanisme timbulnya inflamasi yang diperantarai kompleks imun (Terr, 1994).

B. Inflamasi non-imunologis
Inflamasi non-imunologis terjadi bila rangsangan non-imunologis (berupa cidera fisik, benturan, sinar UV, radiasi ion, panas atau dingin yang berlebihan) langsung memicu aktivitas sel-sel inflamasi atau menyebabkan kerusakan jaringan (luka) sehingga sel-sel inflamasi melepaskan mediator-mediator yang terkandung di dalamnya (Terr, 1991).
Ilustrasi terjadinya inflamasi baik inflamasi imunologis maupun inflamasi respon non-imun adalah sebagai berikut:


2. Antiinflamasi Non-steroid (AINS)

AINS menghalangi proses inflamasi karena memiliki kemampuan menghambat biosintesis prostaglandin, salah satu mediator inflamasi, melalui penghambatan enzim siklooksigenase (COX). Penghambatan COX dapat mengganggu metabolime asam arakidonat jalur COX (gambar 6) dalam pembentukan prostaglandin G2 (PGG2) dari asam arakidonat dan pembentukan prostaglandin H2 (PGH2) dari PGG2. Dari PGH2 dibentuk PGD2, PGI2, PGF2, 6-keto-PGF1, PGE2, tromboksan A2 (TXA2), tromboksan B2 (TXB2) yang merupakan mediator inflamasi, dan juga asam lemak hidroksi (HHT) dan malondialdehid (MDA) oleh enzim GST kelas µ yang mengkatalisis pembentukan PGD2, PGE2, PGF2 dari PGH2.
Pada tahun 1971 telah didemonstrasikan bahwa aspirin dan indometasin sebagai obat antiinflamasi non-steroid menginhibisi enzim COX dari berbagai jaringan mamalia secara in vivo (Vane dan Botting, 1996). Mekanisme inhibisi oleh aspirin adalah melalui suatu reaksi asetilasi (gambar 7) yang takterbalikkan pada komponen COX yaitu prostaglandin endoperoksidase sehingga enzim tersebut kehilangan aktivitas peroksidase (Van der Ouderaa dkk, 1980 sit Vane dan Botting, 1996).
Aspirin menghambat sintesis prostaglandin dengan mengasetilasi serin 530 pada active site COX-1 (Vane dan Botting, 1996), dan pada dosis tinggi mampu mengasetilasi serin 516 pada active site COX-2 (gambar 8) (Wennogle dkk, 1995 sit Vane dan Botting, 1996). Pada perkembangan selanjutnya, diketahui bahwa aspirin juga menghambat transkripsi faktor NF-κB yang berperan penting dalam transkripsi gen mediator inflamasi (Rang dkk, 2003).


Gambar 6. Metabolisme asam arakidonat jalur COX (Vane dan Botting, 1996).


Gambar 7. Asetilasi aspirin pada enzim COX.

Gambar 8. Asetilasi aspirin pada enzim COX-2.
Mekanisme inhibisi obat-obat AINS lainnya, seperti indometasin dan ibuprofen, menginhibisi COX dengan berkompetisi dengan asam arakidonat (substrat dari COX) pada active site enzim COX (Vane dan Botting, 1996). Radikal oksigen reaktif sebagai produk dari neutrofil dan makrofag yang terlibat pada rusaknya jaringan (inflamasi), dapat dinetralkan AINS yang memiliki efek sebagai oxygen-radical-scavenging kuat (seperti sulindak) sehingga dapat mengurangi kerusakan jaringan seperti halnya aktivitas COX-inhibitory (Rang dkk, 2003).
Salah satu mekanisme penghambatan COX ialah melalui inhibisi non-kompetitif oleh antioksidan. Antioksidan merupakan agen antiinflamasi yang bekerja melalui penangkapan radikal bebas oksigen dan dapat menghambat segala tipe oksigenasi (siklooksigenase dan lipooksigenase). Senyawa antioksidan ataupun penangkap radikal berpotensi sebagai antiinflamasi, asal memiliki kemampuan (gambar 10):
1. menangkap secara langsung oksidan reaktif (•OH atau HOCl),
2. mengikat ion besi dalam bentuk tak aktif, sehingga kemampuannya membangkitkan •OH menjadi jelek,
3. menghambat produksi oksidan oleh sel-sel fagosit (Halliwel, dkk., 1988).

Suatu senyawa fenolik merupakan inhibitor terhadap biosintesis prostaglandin jika reaksi siklooksigenase berlangsung pada kondisi normal. Studi yang dilakukan oleh Dewhirst (1980) telah menghasilkan kesimpulan bahwa penghambatan enzim COX yang paling efektif terletak pada adanya dua cincin aromatik yang dihubungkan secara langsung oleh suatu rantai pendek. Menurut Dewhirst (1980), kemampuan inhibisi senyawa fenolik terhadap enzim COX meningkat apabila: (1) memiliki gugus hidroksi fenolik bebas, (2) tidak memiliki halangan sterik yang besar terhadap gugus hidroksi fenolik, dan (3) adanya gugus donasi elektron.
Mekanisme antiinflamasi kurkumin diduga antara lain karena kurkumin memiliki aktivitas antioksidan. Hal ini diungkapkan oleh penelitian yang melaporkan bahwa kurkumin merupakan senyawa yang efektif menghambat pembentukan lipid peroksida secara in vivo (Sharma dkk, 1972) dan in vitro (Sharma, 1976).
Kurkumin memiliki aktivitas antiinflamasi karena kurkumin mampu menghambat kerja enzim COX dan lipooksigenase (LOX). Kedua enzim tersebut berperan dalam metabolisme asam arakhidonat untuk menghasilkan mediator-mediator kimia yang menyebabkan terjadinya tanda-tanda peradangan. Di samping itu, kurkumin mampu menangkap radikal oksigen yang terbentuk selama peradangan (Kunchandy dan Rao, 1990).
Struktur kurkumin (gambar 9) terdiri dari gugus OH-fenolik dan gugus -diketon yang berfungsi sebagai penangkap radikal bebas. Meskipun demikian, mekanisme antiinflamasi kurkumin yang paling dominan belum diketahui pasti (Supardjan, 1999), karena selain sebagai antioksidan, kurkumin mampu menghambat enzim COX (Supardjan, 1999) dan Glutation S-transferase (GST) kelas  (Sudibyo, 2000).

Gambar 9. Struktur kurkumin
Neutrofil-aktif


Meiloperoksidase
O2 H2O + Cl=  OCl= + H2O
Radikal superoksid

Fe3+
2H+

H2O2 + O2 Kompleks antara pH fisiologi

Fe2+ Fe2+ + O2
(dalam sel)
HOCl
Kompleks antara Oksidasi reaktif hipoklorit


•OH + OH- + Fe3+
Radikal hidroksil 1-a-tipoproteinase


Peroksidasi lipid Keaktifan – serina proteinase

Gambar 10. Mekanisme pembangkitan radikal oksigen pada tempat peradangan (Halliwel dan Gutteridge, 1988, sit Donatus, 1994).

Obat AINS dibagi menjadi 2 golongan besar yaitu golongan asam karboksilat dan asam enolat; dimana kedua golongan tersebut memiliki berbagai macam derivat, seperti yang terlihat pada gambar 11 dan tabel X.




Gambar 11. Penggolongan obat AINS.


3. Siklooksigenase

Siklooksigenase (COX) merupakan enzim yang bertanggungjawab mengubah asam arakidonat menjadi prostaglandin yang memiliki berbagai efek biologis (gambar 1 dan gambar 6). Penelitian-penelitian terdahulu menunjukkan bahwa COX terdiri dari dua isoform, yang diberi nama COX-1 dan COX-2. COX-2 tidak ditemukan pada jaringan sehat, namun kadarnya meningkat secara dramatis pada proses inflamasi, nyeri, dan demam (gambar 12). COX-1 esensial ditemukan pada mamalia dan dapat dikatakan sebagai enzim “house keeping”, berbeda dengan COX-2 yang diaktivasi oleh kerusakan jaringan. Kedua isoform COX menunjukkan tidak lebih dari 60% homologi yang memungkinkan pengembangan penghambat yang selektif, baik terhadap COX-1 maupun COX-2. Senyawa yang mampu menghambat COX-2 secara selektif diharapkan mampu menjadi senyawa antiinflamasi dengan resiko efek samping pada saluran pencernaan yang rendah (Vane dan Botting, 1996).



Gambar 12. Berbagai fungsi fisiologis COX-1 dan perbedaan isoform COX.


Perbedaan COX-1 dan COX-2 yang mempengaruhi aksi obat AINS apakah itu selektif terhadap COX-1 ataukah COX-2 adalah kanal enzim COX dan sekuen asam aminonya; dimana keduanya mempengaruhi konformasi enzim-substrat dan enzim-inhibitor.
Kanal COX-1 lebih sempit daripada kanal COX-2. Senyawa-senyawa dengan gugus yang bulky tidak bisa masuk ke dalam kanal COX-1, akan tetapi dimungkinkan dapat masuk ke dalam kanal COX-2. Hal ini terjadi pada indometasin dan obat-obat golongan coxib. Berbeda dengan asam arakidonat sebagai substrat COX yang dapat dengan mudah memasuki kanal COX baik COX-1 maupun COX-2 secara selektif dengan konformasi tertentu (Rang dkk., 2003) (gambar 13). Pernyataan ini sesuai dengan teori Dewhirst (1980), mengenai kemampuan inhibisi suatu senyawa terhadap aktivitas enzim COX akan meningkat apabila tidak memiliki halangan sterik yang besar.
Selain itu, COX-1 dan COX-2 juga berbeda pada sekuen asam amino penyusunnya yaitu pada sekuen asam amino nomor 523. Pada COX-1 adalah isoleusin dan pada COX-2 adalah valin (gambar 15). Perbedaan ini berperan penting dalam spesifitas pengikatan obat-obat golongan coxib dan konformasi enzim COX yang terbentuk setelah terjadinya ikatan obat-enzim (Pinheiro dan Calixto, 2002).
Adanya valin-523 memberikan konformasi pocket pada sisi aktif COX-2 (gambar 16) sehingga akses obat golongan coxib mudah dan ikatan obat golongan coxib komplemen dengan COX-2 tetapi tidak dengan COX-1, sehingga ikatan coxib spesifik pada COX-2 dan mengeblok masuknya substrat (asam arakidonat) ke dalam sisi aktif COX-2 (gambar 14) dan asam arakidonat tidak dapat dimetabolisme oleh COX-2, akan tetapi masih dimetabolisme COX-1. Oleh karena itu, penghambatan COX-2 tidak menghentikan biosintesis prostaglandin (oleh COX-1) yang berperan dalam proteksi saluran gastrointestinal terhadap asam lambung. Contoh obat-obat golongan coxib (generik dan brand name):

Celecoxib (Celebrex™)
Pfizer
1st generation Rofecoxib (Vioxx™)
Merck
1st generation
Valdecoxib (Bextra™)
Pfizer
2nd generation Parecoxib (Dynastat™)
Pfizer
2nd generation
Prodrug of Bextra
IV injection
Etoricoxib (Arcoxia™)
Merck
2nd generation
IV injection Lumiracoxib (Prexige™)
Novartis
2nd generation
Phase III trials


Gambar 13. Ilustrasi perbedaan COX-1 dan COX-2.

Selain COX, target aksi obat-obat antiinflamasi adalah enzim fosfolipase dan LOX. Enzim fosfolipase dihambat oleh obat antiinflamasi steroid (hidrokortison, deksametason, betametason, prednison, fluosinolon-asetonide, fluprednidine, metil-prednisolon, dll), sedangkan enzim LOX khususnya 5-LOX dihambat oleh sulfasalazin sehingga pembentukan leukotrien C4 dari leukotrien A4 terhambat. Kurkumin diduga menghambat inflamasi melalui penghambatan enzim glutation S-transferase (GST) kelas µ yang mengkatalisis pembentukan PGD2, PGE2, PGF2 dari PGH2, berbagai mediator inflamasi. Penghambatan biosintesis PG parasetamol terjadi pada lingkungan yang rendah kadar peroksidanya, seperti di hipotalamus. Padahal, lokasi inflamasi biasanya mengandung banyak peroksida. Ini menjelaskan mengapa parasetamol memiliki efek antipiretik, sedangkan efek antiinflamasinya praktis tidak ada. Target aksi obat-obat antiinflamasi dan jenis mediator yang dihambat digambarkan pada skema berikut ini:


Gambar 14. Pengeblokan masuknya asam arakidonat pada sisi aktif COX-2 oleh obat-obat golongan coxib.

Gambar 15. Sekuen asam amino COX-1 dan COX-2.



Gambar 16. Konformasi pocket obat-obat golongan coxib pada COX-2.

Metode farmakologi guna mengukur aktivitas penghambatan COX telah banyak dikembangkan. Penghambatan COX-1 dapat ditentukan pada sel-sel isolasi, misal: isolasi dari endotelium aorta, sedangkan COX-2 dapat ditentukan menggunakan kultur makrofag dan perlakuan dengan endotoksin. Aktivitas COX dapat ditentukan dengan mengukur salah satu dari metabolit, setelah penambahan asam arakidonat, menggunakan metode radio-imunoassay (Timmerman, 1997).
Pembentukan malondialdehida (MDA), salah satu dari produk metabolit stabil setelah proses siklooksigenasi asam arakidonat (gambar 6) dapat dijadikan indikator aktivitas COX. Penentuan konsentrasi MDA dilakukan dengan menggunakan metode spektrofluorometri. MDA bereaksi dengan asam tiobarbiturat (ATB) pada pH rendah dengan pemanasan membentuk produk berwarna merah-ungu fluoresen yang dapat diukur secara spektrofluorometri pada λ emisi 553 nm dan λ 510 nm (Kappus, 1985). Reaksi yang terjadi tersaji pada gambar 17.

Gambar 17. Reaksi antara MDA dengan ATB (Shahidi dan Hong, 1991; Sardjiman, 2000).








ANALGETIK


Prostaglandin (PG)
 PG ð pirogen endogen
 PG menyebabkan sensitisasi reseptor nyeri
 PG menimbulkan kondisi hiperalgesia pd jaringan yg meradang
Analgetik opioid
 Gol.obat yg memiliki sifat spt opium/morfin
 Menimbulkan adiksi:
 Habituasi
 Ketergantungan fisik
 Usaha utk mendptkan analgesik ideal:
 Potensi analgesik yg sama kuat dgn morfin
 Tanpa bahaya adiksi
 Obat yg berasal dr opium-morfin
 Seny. semisintetik morfin
 Seny. sintetik yg berefek spt morfin
 Analgesik opioid bekerja pd reseptor opioid (di sel otak)
 Reseptor opioid: μ, κ, σ, δ, ε.
 Atas dasar kerjanya pd reseptor opioid, analgetik opioid dibagi mjd:
 Agonis opioid menyerupai morfin (pd reseptor μ, κ)
 Morfin, fentanil
 Antagonis opioid
 Nalokson
 Menurunkan ambang nyeri pd pasien yg ambang nyerinya tinggi
 Opioid dgn kerja campur
 Nalorfin, pentazosin, buprenorfin, malbufin, butorfanol
 Pentazosin
 Antagonis lemah pd reseptor μ ttp mrpkn agonis kuat pd reseptor κ.
 Efek analgesia yg timbul agaknya krn efeknya pd reseptor κ.
 Butorfanol
 Dihipotesiskan bekerja pd reseptor κ.
 Efek analgesia yg timbul agaknya krn efeknya pd reseptor κ.
 Efek analgetik morfin timbul berdsr mekanisme:
 Morfin meningkatkan ambang rangsang nyeri
 Morfin memudahkan tidur & pada waktu tidur ambang rangsang nyeri meningkat
 Efek analgetik meperidin & derivat fenilpiperidin
 Serupa dgn efek analgetik morfin tp masa kerja lbh pendek
 Petidin, piminodin, ketobemidon, fenoperidin, fentanil


KEMOTERAPI PARASIT
A. Antibiotik
Perbedaan antimikroba dengan antibiotik terletak pada sumber senyawa tersebut disintesis. Antimikroba pada umumnya merupakan hasil sintesis, sedangkan antibiotik merupakan hasil metabolisme (metabolit) koloni mikroba/bakteri tertentu. Antimikroba memiliki toksisitas selektif, dalam arti membunuh bakteri-bakteri patogen dan tidak berefek terhadap flora normal hospes. Berdasar toksisitasnya terhadap bakteri patogen, antimikroba/antibiotik dibagi menjadi bakterisida (membunuh bakteri, dengan parameter kadar bunuh minimun/KBM) dan bakteriostatik (menghambat pertumbuhan bakteri dengan parameter kadar hambat minimun/KHM). Berdasar spektrum kerjanya, antimikroba/antibiotik dibagi menjadi antibiotik spektrum sempit, misal: golongan penisilin (benzil penisilin, penisilin V, nafsilin, metisilin, kloksasilin, oksasilin), streptomisin, dan antibiotik spektrum luas, misal: tetrasiklin, golongan sulfa (sulfonamid, kotrimoksazol, para amino-salisilat (PAS)), sulfon (dapson), golongan penisilin (aminopenisilin, tikarsilin, karbenisilin) dan kloramfenikol.
Mekanisme antibiotik dalam membunuh atau menghambat pertumbuhan bakteri adalah: menghambat metabolisme sel mikroba, mengganggu permeabilitas membran sel mikroba, menghambat sistesis protein sel mikroba, menghambat sintesis asam nukleat, menghambat pembelahan sel mikroba, dan menghambat sintesis dinding sel mikroba.

1. Menghambat sintesis dinding sel bakteri
Penisilin merupakan golongan antibiotik yang penting, walaupun setelah penisilin disintesis, muncul berbagai agen antimikroba. Penisilin banyak digunakan, merupakan major antibiotics, dan berbagai turunannya telah banyak diproduksi. Penisilin termasuk drugs of choice untuk berbagai jenis penyakit infeksi.
Penisilin adalah antibiotik pertama yang ditemukan sebagai produk/metabolit dari jamur Penicillium. Pada 1928, Alexander Fleming, profesor bakteriologi dari rumah sakit St. Mary's London, menumbuhkan koloni Staphylococcus aureus. Dia menemukan zona penghambatan di sekitar koloni dan adanya spora yang tumbuh. Jamur yang tumbuh tersebut dinamakan Penicillium rubrum dan diketahui mensekresi senyawa yang mampu menghambat bakteri gram positif.
 1928 – Alexander Fleming
 Menumbuhkan koloni Penicillium notatum
 1939 – Florey, Chain, and Associates
 Mengisolasi dan sintesis penisilin
 1944 – Penisilin digunakan untuk pengobatan infeksi
 Akhir 1940’s – digunakan secara luas di Amerika

Golongan penisilin dan golongan sefalosporin disebut sebagai antibiotik golongan beta-laktam; dicirikan dengan tiga struktur (gambar 1) yaitu: cincin beta-laktam (biru dan merah), gugus asam karboksilat bebas (merah), dan satu atau lebih rantai asam amino tersubstitusi (hitam).


Gambar 1. Struktur beta-laktam (penisilin)

Struktur beta-laktam terdiri dari asam amino sistein (biru) dan valin (merah) yang terikat secara kovalen. Cincin ini diperlukan untuk aktivitas biologi; perubahan cincin ini karena metabolisme atau senyawa kimia menyebabkan hilangnya aktivitas antibakteri secara signifikan. Antibiotik beta-laktam yang digunakan dalam klinik adalah penisilin, sefalosporin, monobaktam, dan karbapenem.
Klasifikasi
 Penisilin (penisilin G, p.o) – aktif melawan bakteri gram+, gram-cocci, non-beta-lactamase-producing anaerobes, rusak oleh asam lambung, diberikan secara parenteral (i.m), dibuat turunannya yaitu penicillin V (K+ salt PEN-VEE K, V-CILLIN K, p.o).
 Antistaphylococcal penisilin (nafsilin) – resisten terhadap staphylococcal beta-lactamases, aktif terhadap staphylococci dan streptococci.
 Extended-spectrum penisilin (ampisilin) – spektrum luas, aktif terhadap gram–, rusak oleh aktivitas beta-laktamase seperti gambar di bawah ini:



Mekanisme aksi obat melalui penghambatan enzim
Semua obat turunan penisilin memiliki efek bakteriosida melalui penghambatan sintesis dinding sel bakteri yaitu dengan mencegah cross-linking rantai peptida-mucosaccharide. Jika dinding sel tidak disintesis dengan benar, maka air mudah masuk ke dalam sel bakteri yang menyebabkan sel menggembung dan akhirnya meledak/hancur.

Sintesis dinding sel bakteri
Dinding sel bakteri esensial untuk pertumbuhan bakteri. Peptidoglikan merupakan komponen dinding sel bakteri yang heteropolymeric yang menjaga rigiditas dan stabilitas melalui cross-linked struktur rantai. Peptidoglikan terdiri dari rantai peptida cross-linked dengan rantai glikan yang linier dengan dua gugus amino gula (N-acetylglucosamine dan N-acetylmuramic acid, NAG-NAM). Pada bakteri gram+, dinding sel terdiri dari 50-100 molekul peptidoglikan, tapi pada gram– hanya 1-2 molekul (gambar 2).


Gambar 2. Perbandingan struktur dan komposisi dinding sel bakteri gram+ dan gram–

Biosintesis peptidoglikan melibatkan 30 jenis enzim dalam bakteri dan terjadi melalui 3 tahap:
 pertama, pembentukan prekursor, terjadi di sitoplasma, menghasilkan produk uridine diphosphate (UDP)-acetylmuramyl-pentapeptide, disebut sebagai "Park nucleotide". Produk ini terakumulasi dalam sel ketika tahap ini dihambat. "Park nucleotide" selanjutnya digandeng dengan suatu dipeptida D-alanil-D-alanin. (Sintesis dipeptida ini sebelumnya melibatkan proses rasemisasi L-alanin dan kondensasi yang dikatalis oleh D-alanil-D-alanin sintetase.)
 kedua, terbentuk ikatan antara UDP-acetylmuramyl-pentapeptide dan UDP-acetylglucosamine (dengan melepaskan nukleotida uridin) untuk membentuk polimer yang panjang.
 ketiga, tahap penyelesaian cross-link. Tahap ini disempurnakan oleh reaksi transpeptidasi, dikatalis enzim transpeptidase, terjadi pada membran sel bagian luar. Residu glisin terminal pada jembatan pentaglycine diikatkan pada residu keempat (D-alanin) dari pentapeptida "Park nucleotide", melepaskan residu D-alanin yang kelima.
Tahap akhir inilah yang dihambat oleh antibiotik beta-laktam yaitu dengan menghambat aktivitas enzim transpeptidase (penisilin mengikat residu serin enzim transpeptidase) secara irreversible (gambar 3) hingga terjadi hambatan proses transpeptidasi antar rantai peptidoglikan, gangguan pada pertumbuhan dan sintesis dinding sel bakteri terhambat. Sekumpulan protein sebagai tempat terikatnya penisilin dan sefalosporin pada dinding sel bakteri disebut penicillin-binding proteins (PBPs).


Gambar 3. Reaksi transpeptidase pada Staphylococcus aureus yang dihambat oleh antibiotik beta-laktam

2. Menghambat metabolisme sel mikroba

Mikroba memerlukan PABA (p-aminobenzoic acid) untuk membentuk asam folat yang digunakan untuk sintesis purin dan asam-asam nukleat (gambar 4). PABA direduksi menjadi asam dihidrofolat dan asam tetrahidrofolat masing-masing dikatalis oleh enzim dihidropteroat sintetase dan dihidrofolat reduktase. Aktivitas kedua enzim tersebut dihambat oleh sulfonamid (berkompetisi dengan PABA) dan trimetoprim. Kombinasi trimetoprim-sulfametoksazol (kotrimoksazol) memberikan efek sinergistik kuat karena mampu menghambat aktivitas dua enzim tersebut. Tetrahidrofolat penting karena diperlukan untuk reaksi transfer 1 atom C pada pembentukan basa purin, asam amino metionin dan glisin.
Sulfonamid merupakan penghambat bersaing PABA. Sel mikroba mampu mensintesis asam folat sendiri, sedangkan manusia tidak dapat mensintesis asam folat (intake asam folat diperoleh dari luar). Oleh karena itu, sel-sel mamalia tidak dipengaruhi oleh sulfonamid karena menggunakan folat jadi yang terdapat dalam makanan (tidak mensintesis sendiri senyawa tersebut). Dalam proses sintesis asam folat, bila PABA digantikan oleh sulfonamid, maka akan terbentuk analog asam folat yang tidak fungsional. Contoh lain obat yang menghambat metabolisme sel mikroba adalah PAS, etambutol, dan sulfon (dapson).

Gambar 4. Reaksi sintesis purin dan asam nukleat

3. Mengganggu permeabilitas membran sel mikroba

a. Golongan polimiksin mengganggu permeabilitas membran sel mikroba dengan berikatan dengan gugus fosfat pada fosfolipid membran sel mikroba ð mengganggu fungsi pengaturan osmosis.
b. Tidak efektif untuk kuman gram positif.
c. Golongan polien (nistatin) berikatan dengan struktur sterol (ergosterol) membran sel fungi sehingga golongan ini tidak sensitif untuk bakteri, virus, dan ricketsia, tapi spesifik untuk infeksi fungi.
4. Menghambat sistesis protein sel mikroba
 Contoh: golongan aminoglikosida (paramomisin, gentamisin, kanamisin, neomisin, tobramisin, netilmisin, amikasin), golongan makrolida (eritromisin, streptomisin, spiramisin, roksitromisin, klaritromisin), linkomisin, klindamisin, tetrasiklin, dan kloramfenikol.
 Golongan aminoglikosida dan tetrasiklin mengikat komponen ribosom 30S pada bakteri, sedangkan golongan makrolida, linkomisin, dan klindamisin mengikat komponen ribosom 50S.
 Kloramfenikol dan tiamfenikol menghambat enzim peptidil transferase sehingga tidak terbentuk ikatan transpeptidase ð tidak terbentuk protein.

5. Menghambat sintesis asam nukleat
 Misal: rifampisin dan golongan kuinolon (asam nalidiksat, siprofloksasin, ofloksasin, norfloksasin, pefloksasin, enoksasin).
 Rifampisin berikatan dengan enzim RNA-polymerase ð menghambat sintesis RNA dan DNA.
 Inti RNA-polymerase dari berbagai sel eukariotik tidak mengikat rifampisin sehingga sintesis asam nukleat mamalia (hospes) tidak terpengaruh.
 Golongan kuinolon mengikat enzim DNA girase ð kromosom tidak tertata (tidak membentuk spiral) ð sintesis DNA tidak sempurna.

6. Menghambat pembelahan sel mikroba
Isoniazid dan pirazinamid ð menghambat biosintesis asam mikolat.

B. Antijamur
 Amfoterisin B, ketokonazol, itrakonazol, flukonazol
– Fungistatik & fungisida
– Berikatan dgn ergosterol (komponen membran sel fungi) ð membran sel bocor ð kehilangan bhn2 intrasel ð irreversibel
 Flusitosin
– Mekanisme: bergabung dgn RNA setelah mengalami deaminasi mjd 5-fluorourasil ð sintesis DNA ð sintesis protein
– Keadaan ini tdk tjd pd sel mamalia (flusitosin tdk diubah mjd 5-fluorourasil ð aman bagi hospes)

 Griseofulvin
– Menghambat mitosis jamur dgn mengikat protein mikrotubuler dlm sel jamur
– Fungisida
 Mikonazol, klotrimazol, ekonazol, isokonazol, tiokonazol, bifonazol
 Mekanisme:
– Berikatan dengan ergosterol (komponen membran sel fungi) ð membran sel bocor ð kehilangan bahan-bahan intrasel ð irreversibel
– Mengganggu sintesis asam nuklet
– Menimbun peroksida dlm sel jamur ð kerusakan sel jamur
 Antijamur Topikal:
– Kandisidin, asam benzoat-asam salisilat, asam undesilenat, haloprogin, natamisin, siklopiroksolamin

C. Antimalaria
Malaria, dikelompokkan berdasar penyebabnya:
Tropika ð Plasmodium falcifarum
Tertiana ð Plasmodium vivax
Kuartana ð Plasmodium malariae
Manusia ð hospes antara
Nyamuk anopheles ð
a. Vektor
b. Hospes definitif
KLASIFIKASI
Skizontosid jaringan dan darah
– Bekerja thdp merozoit (fase eritrosit)
– Tdk terbentuk skizon baru ð tdk tjd penghancuran eritrosit ð mengendalikan serangan klinik
– Klorokuin, kuinin, meflokuin
– Bekerja jg pd skizon yg br memasuki jar hati ð Tahap infeksi eritrosit dpt dicegah ð terapi kausal
 Pirimetamin, primakuin
– Skizontosid kerja cepat: Halofantrin
Gametosid
– Membunuh gametosid dlm eritrosit
– Klorokuin, kuinin, meflokuin ð P. vivax, P. malariae
– Primakuin ð P. falcifarum

3. Sporontosid
– Menghambat perkembangan gametosit
– Rantai penularan terputus
– Primakuin, kloroguanid
Mekanisme
 Menghambat DNA-polimerase & RNA-polimerase
– Berikatan dgn guanin rantai DNA
– Obat terakumulasi pd eritrosit nyamuk anopheles
– Klorokuin, primakuin, kuinin, meflokuin
 Menghambat enzim dihidrofolat reduktase plasmodia ð pembelahan inti pd pertumbuhan skizon di hati terhambat (Mis. Pirimetamin)
 Menghancurkan tissue stage form plasmodia (Mis. Primakuin)
 Mengikat folat dlm tubuh nyamuk (Mis. Proguanil, kloroguanid)
 Menghambat sintesis protein dlm tubuh nyamuk: artemisinin



SITOSTATIKA (antikanker)

Kanker
 penyakit yang ditandai dengan pembelahan sel yang tidak terkendali, serta kemampuan dari sel-sel tersebut untuk menyerang jaringan biologis lainnya, baik dengan pertumbuhan langsung di jaringan yang bersebelahan (invasi) atau dengan migrasi sel ke tempat yang jauh (metastasis).
 Penyebaran kanker:
• jaringan tetangga: paru-paru dan hati
• jaringan lain
Factor penyebab:
 Virus
 Hormon
 Penyinaran yang berlebih
 Senyawa kimia
 Makanan tertentu
 Kelemahan genetis pada sel-sel tubuh

 Mutasi DNA, sel, gen apoptosis (p53), tumor supresor gen
 Menurunnya ekspresi dan fungsi tumor supresor gen shg sel tdk sensitif thdp sinyal anti pertumbuhan
 Kesalahan dlm mitosis
 Tdk ada kontrol pertumbuhan (memiliki kemampuan replikasi tdk terbatas)
 Pertumbuhan sel kanker bersifat keseimbangan positif (jumlah sel yg dibuat > jumlah sel yg mati, kecepatan proliferasi sel > mekanisme apoptosis)
 Meningkatkan ekspresi dan fungsi onkogen
 What is “oncogene”?
 Originally, identified as:
 Genes responsible for establishing tumor cell lines

Activation of c-src in human cancer e.g. causal roles in colorectal cancer etc.

Mempunyai mekanisme angiogenesis (indikator adanya potensi metastasis)
mampu melakukan metastasis & invasi

FASE KARSINOGENESIS
 Inisiasi
• Tahap awal karsinogenesis
• Tjd perubahan genetik dlm sel yg (krn mutasi gen/sel, kesalahan selama proses mitosis, zat karsinogenik) menyebabkan abnormalitas proliferasi sel tunggal tp blm menimbulkan kanker
 Promosi
• Sel tumbuh sangat cepat membtk sebuah formasi kecil (tumor, benigna)
• Tjd peningkatan kecepatan proliferasi yg dpt menyebabkan kerusakan sel (ekspresi COX-2 tinggi)
 Progresi
• Sel tumbuh mjd sebuah kumpulan sel yg besar dgn tingkat kecepatan proliferatif yg tinggi
• Tjd peningkatan mobilitas
• Terbentuk angiogenesis
 Metastasis
• Masuknya sel kanker ke sirkulasi darah, jaringan limfatik, dan tjd perlekatan sel kanker pd permukaan jaringan baru dlm tubuh
• Menyebar ke jaringan tetangga dan tumbuh di sana

JENIS KANKER
 Karsinoma
• Kanker yg tumbuh dr jar.epitel yg meliputi membran mukosa dan kelenjar
• Kanker payudara, paru2, ovarium
 Sarkoma
• Kanker yg tumbuh dr jar.mesodermal yg meliputi dr jar.ikat, tulang, sel otot
 Blastoma
• Kanker yg tumbuh dr sel hemopoetik dan jar.darah yg meliputi jar.limfoid, sel erithroid
 Leukimia
• Kanker yg tumbuh dr leukosit

PENGOBATAN KANKER

Kemoterapi (sitostatika), pembedahan (operasi), penyinaran (radioterapi), imunoterapi (meningkatkan daya tahan tubuh), pengobatan dgn hormon

tujuannya :
 Menghilangkan semua sel kanker di tubuh, bahkan saat telah menyebar
 Memperpanjang harapan hidup dengan membatasi pertumbuhan dan penyebaran kanker
 Menyembuhkan gejala dan meningkatkan kualitas hidup

JENIS SITOSTATIKA

 Tumbuh → sintesis DNA, sintesis protein
ð anti pertumbuhan (anti EGFR)
 mekanisme kematian sel kanker = apoptosis
ð induksi apoptosis
 Proliferasi sel ð antiproliferatif (doxorubucin, tamoxifen (mengeblok estrogen shg tdk terikat dgn reseptornya, flavopiridol, genistein)
 Perkembangan pembuluh darah (angiogenesis)
• pensuplay oksigen dan nutrisi ke dalam sel melalui pembuluh darah à sel kanker dengan cepat mengalami pertumbuhan, perkembangan, serta pembelahan
ð antiangiogenesis (inhibitor angiogenesis)

 Chemoprevention ð antioksidan (vit.C, vit.E, resveratrol, genistein, epigallocathecin-3-gallate (EGCG), gingerol, kurkuminoid, betakaroten, flavonoid)
 COX-2 inhibitor (coxib drugs, meloksikam, tenoksikam)
 Analgetik opioid
 Bekerja pada cell cycle ???

ANTIANGIOGENESIS

 obat yang bekerja dengan mengeblok angiogenesis, dalam perkembangan pembentukan pembuluh darah pada tumor
 Anti-VEGF, avastin, talidomid, vitaxin, zoledronate, endostatin, combretastatin, angiostatin, suramin
 Resveratrol, genistein, EGCG, silymarin, apigenin

INDUKSI APOPTOSIS

Mis.: Imexon, gemcitabin.
P53 in response to genetic damage stops the cell cycle, in case of severe damage it induces apoptosis





Sitostatika yang mempengaruhi siklus sel (spesifik)
• Antimetabolit
• Bleomisin
• Alkaloid Podofilin
• Alkaloid Tanaman
Sitostatika yang mempengaruhi siklus sel (non-spesifik)
• Senyawa pengalkil (Alkylating Agents)
• Antibiotik
• Sisplatin
• Nitrosourea

• Sitostatika yang mempengaruhi siklus sel (spesifik) digunakan pada tumor dengan pertumbuhan dan proliferasi sel yang cepat
• Sitostatika yang mempengaruhi siklus sel (non-spesifik) mengikat DNA dan merusaknya. Digunakan pada pertumbuhan fraksi tumor padat yang lambat menjadi fraksi tumor yang tumbuh secara cepat
• Sitostatika yang mempengaruhi siklus sel (spesifik) hanya membunuh/menghambat terjadinya siklus sell, sedangkan sitostatika yang mempengaruhi siklus sel (non-spesifik) membunuh sel yang terlibat dalam siklus sel juga sel-sel di luar siklus sel (G0 /quiescent)
• Sel yang terlibat dalam siklus sel lebih sensitif

Alkylating Agents
Mechanism of Action

 Alkylate within DNA at the N7 position of guanine
 Resulting in miscoding through abnormal base-pairing with thymine or in depurination by excision of guanine residues, leading to strand breakage
 Cross-linking of DNA and ring cleavage may also occur



FOLAT
Folic acid analogues

 An essential factor, from which THF cofactors are formed which provide single carbon groups for the synthesis of precursors of DNA and RNA
 Folate is involved with methylations such as the one above that converts uracil to thymine.
 The chemotherapy drug methotrexate blocks the processing of folate into an active form (DHF ð THF). The net effect is the same as with flurouracil

VINCA ALKALOIDS
Inhibit microtubules (spindle), causing metaphase cell arrest in M phase.
Resulting : in mitotic arrest at metaphase, dissolution of the mitotic spindle,
chromosome segregation.

Antibiotic
 Anthracyclines- Doxorubicin Daunorubicin
 Dactinomycin
 Plicamycin
 Mitomycin
 Bleomycin

Anthracyclines, Mechanism of Action

 High-affinity binding to DNA, resulting in blockade of DNA and RNA synthesis
 DNA strand scission via effects on Top II
 Binding to membranes altering fluidity
 Generation of the semiquinone free radical and oxygen radicals

Anthracyclines, Therapeutic Uses
 Doxorubicin- carcinomas of the breast, endometrium, ovary, testicle, thyroid, and lung, Ewing’s sarcoma, and osteosarcoma
 Daunorubicin- acute leukemia

Dactinomycin, Mechanism of Action
 Binds to double stranded DNA through intercalation between adjacent guanine-cytosine base pairs
 Inhibits all forms of DNA-dependent RNA synthesis


Anti-estrogens
 Tamoxifen (SERMs)
 Raloxifene (SERMs)
 Faslodex

Tamoxifen
 Selective estrogen receptor modulator (SERM),
 Binds to estrogen receptors (ER) and induces conformational changes in the receptor
 Has antiestrogenic effects on breast tissue.
 Subsequent to tamoxifen ER binding, the expression of estrogen dependent genes is blocked or altered
 Resulting in decreased estrogen response.

Tamoxifen, Therapeutic Uses
 Tamoxifen can be used as primary therapy for metastatic breast cancer in both men and postmenopausal women
 Patients with estrogen-receptor (ER) positive tumors are more likely to respond to tamoxifen therapy

Aromatase Inhibitors
 Aminogluthethimide
 Anastrozole

Aminogluthethimide, Mechanism of Action
 Inhibitor of adrenal steroid synthesis at the first step, conversion of cholesterol of pregnenolone
 Inhibits the extra-adrenal synthesis of estrone and estradiol
 Inhibits the enzyme aromatase that converts androstenedione to estrone



Resistensi sitostatika
 Peningkatan ekspresi gen MDR-1 pada permukaan sel glikoprotein, P-glikoprotein
 Gen MDR-1 terlibat dengan efflux obat
 Obat yang mengalami reverse multidrug resistance termasuk verapamil, kuinidin, dan siklosporin
 MDR meningkatkan resistensi sitostatika alami (dari tanaman obat alam) di antaranya antrasiklin, alkaloid vinca, dan epipodofilotoksin








ANTIVIRUS
VIRUS
 Parasit intrasel yang mampu mereplikasi diri dalam hospes
 Terdiri dari: inti genome dalam suatu kapsul protein yang dikelilingi oleh lipoprotein.
 Tanpa dinding sel dan membrane sel
 Tidak ada proses metabolisme (carry out)
 Replikasi diri tergantung pada ‘mesin’ hospes
 Tahap replikasi virus
 1) adsorpsi dan penetrasi ke dalam sel hospes
 2) uncoating asam nukleat virus
 3) sintesis protein pengatur
 4) sintesis RNA atau DNA
 5) sintesis protein struktur
 6) penyusunan partikel virus
 7) release dari sel hospes

TARGET AKSI ANTIVIRUS

ANTIVIRUS
 Mengeblok masuknya virus ke sel hospes atau bekerja di dalam sel hospes (jika virus telah masuk ke sel hospes)
 Pada umumnya merupakan analog nukleotida pirimidin atau purin
ANTIHERPES
 Acyclovir - sebagai prototype
 Valacyclovir
 Famciclovir
 Penciclovir
 Trifluridine
 Vidarabine
Mekanisme aksi Acyclovir
 Suatu turunan guanosin asiklik
 Terfosforilasi oleh enzim timidin kinase virus
 Mengalami di-dan tri-fosforilasi oleh enzim selular sel hospes
 Menghambat sintesis DNA virus dengan:
 1) berkompetisi dengan dGTP (untuk DNA polymerase virus)
 2) terminasi rantai DNA



Mekanisme resistensi Acyclovir
 perubahan/mutasi enzim timidin kinase virus
 perubahan/mutasi enzim DNA polymerase virus
 Cross-resistance dengan valacyclovir, famciclovir, dan ganciclovir
Penggunaan klinik Acyclovir
 oral, I.V., dan topikal
 diekskresi oleh filtrasi glomerular dan sekresi tubular
 Untuk:
 Herpes Simplex Virus 1 dan 2 (HSV)
 Varicella-zoster virus (VZV)
 Efek samping: mual, diare, sakit kepala, tremor, dan delirium
Penggunaan klinik Valacyclovir
 Merupakan bentuk ester (L-valyl ester) dari acyclovir
 Diubah menjadi acyclovir when ingested
 M.O.A.: same as acyclovir
 Uses:
 1) recurrent genital herpes
 2) herpes zoster infections
 Side Effects: nausea, diarrhea, and headache
Penggunaan klinik Famcyclovir
 Prodrug dari penciclovir (suatu analog guanosin)
 M.O.A.: same as acyclovir
 does not cause chain termination
 Uses: HSV-1, HSV-2, VZV, EBV, and hepatitis B
 Side Effects: nausea, diarrhea, and headache
Penggunaan klinik Trifluridine
 Trifluridine-fluorinated pyrimidine
 inhibits viral DNA synthesis same as acyclovir
 incorporates into viral and cellular DNA
 Uses: HSV-1 and HSV-2 (topically)
Penggunaan klinik Vidarabine
 Suatu analog adenosin
 Menghambat enzim DNA polymerase virus
 incorporated into viral and cellular DNA
 metabolized to hypoxanthine arabinoside
 Side Effects: GI intolerance and myelosuppression
Anti-Cytomegalovirus (Anti-CMV)
 Gancyclovir
 Valgancyclovir
 Cidofovir
 Foscarnet
 Fomivirsen
Gancyclovir
 An acyclic guanosine analog
 requires triphosphorylation for activation
 monophosphorylation is catalyzed by a phosphotransferase in CMV and by thymidine kinase in HSV cells
 M.O.A.: same as acyclovir
 Uses: CMV*, HSV, VZV,and EBV
 Side Effect: myelosuppression
Valgancyclovir
 Monovalyl ester prodrug of gancyclovir
 Metabolized by intestinal and hepatic esterases when administered orally

 M.O.A.: same as gancyclovir
 Uses: CMV*
 Side Effect: myelosuppression
Cidofovir
 A cytosine analog
 phosphorylation not dependent on viral enzymes
 Uses: CMV*, HSV-1, HSV-2, VZV, EBV, HHV-6, adenovirus, and human papillomavirus
 Side Effects: nephrotoxicity (prevented by admin. of probenecid)
 Resistance: mutation in DNA polymerase gene
Foscarnet
 An inorganic pyrophosphate
 inhibits viral DNA polymerase, RNA polymerase, and HIV reverse transcriptase
 does not have to be phosphorylated
 Uses: HSV, VZV, CMV, EBV, HHV-6, HBV, and HIV
 Resistance due to mutations in DNA polymerase gene
 Side Effects: hypo- or hypercalcemia and phosphotemia
Fomivirsen
 An oligonucleotide
 M.O.A.: binds to mRNA and inhibits protein synthesis and viral replication
 Uses: CMV retinitis
 Side effects: iritis and increased intraocular pressure




Antiretrovirus
1) Nucleoside Reverse Transcriptase Inhibitors (NRTIs)
2) Nonnucleoside Reverse Transcriptase Inhibitors (NNRTIs)
3)Protease inhibitors
Reverse Transcriptase Inhibitors
 Zidovudine (AZT)
 Didanosine- causes pancreatitis*
 Lamivudine- causes pancreatitis
 Zalcitabine- causes peripheral neuropathy*
 Stavudine- causes peripheral neuropathy*
 Abacavir
Mechanism of Action Zidovudine (AZT)
 A deoxythymidine analog
 enters the cell via passive diffusion
 must be converted to the triphosphate form by mammalian thymidine kinase
 competitively inhibits deoxythymidine triphosphate for the reverse transcriptase enzyme
 causes chain termination
Mechanism of Resistance Zidovudine
 Due to mutations in the reverse transcriptase gene

 more frequent after prolong therapy and in persons with HIV
Clinical Uses Zidovudine
 Available in IV and oral formulations
 activity against HIV-1, HIV-2, and human T cell lymphotropic viruses
 mainly used for treatment of HIV, decreases rate of progression and prolongs survival
 prevents mother to newborn transmission of HIV
Side Effects Zidovudine
 Myelosuppression, including anemia and neutropenia
 GI intolerance, headaches, and insomnia
Other NRTIs
 Didanosine- synthetic deoxy-adenosine analog; causes pancreatitis*
 Lamivudine- cytosine analog
 Zalcitabine- cytosine analog; causes peripheral neuropathy*
 Stavudine- thymidine analog;causes peripheral neuropathy*
 Abacavir- guanosine analog; more effective than the other agents; fatal hypersensitivity reactions can occur
Nucleotide Inhibitors
 Tenofovir
 Adefovir
Tenofir
 An acyclic nucleoside phosphonate analog of adenosine
 M.O.A.- competively inhibits HIV reverse transcriptase and causes chain termination after incorporation into DNA
 Uses – in combination with other antiretrovirals for HIV-1 suppression
Adefovir
 An analog of adenosine monophosphate
 Phosphorylated by cellular kinases
 M.O.A. - Competitively inhibits HBV DNA polymerase and results in chain termination after incorporation into viral DNA
 Uses - Hepatitis B
 Side effects – nephrotoxicity

Nonnucleoside Reverse Transcriptase Inhibitors (NNRTIs)
 Nevirapine- prevents transmission of HIV from mother to newborn when given at onset of labor and to the neonate at delivery
 Delavirdine- teratogenic, therefore can not be given during pregnancy
 Efavirenz- teratogenic, therefore can not be given during pregnancy
Mekanisme aksi NNRTIs
 Bind to site on viral reverse transcriptase, different from NRTIs
 results in blockade of RNA and DNA dependent DNA polymerase activity
 do not compete with nucleoside triphosphates
 do not require phosphorylation
 these drugs can not be given alone
 substrates and inhibitors of CYP3A4
Protease inhibitors
 Indinavir
 Ritonavir
 Saquinavir
 Nelfinavir
 Amprenavir
Protease inhibitors
 The protease enzyme cleaves precursor molecules to produce mature, infectious virions
 these agents inhibit protease and prevent the spread of infection
 These agents cause a syndrome of altered body fat distribution, insulin resistance, and hyperlipidemia
Indinavir and Ritonavir
 M.O.A.: Specific inhibitors of the HIV-1 protease enzyme
 M.O.R.: mediated by expression of multiple and variable protease amino acid substitutions
 Side Effects:hyperbilirubinemia
 Contraindications:inhibitor/substrate for CPY3A4, do not give with antifungal azoles
Saquinavir
 A synthetic peptide-like substrate analog
 inhibits HIV-1 protease
 prevents cleavage of viral polyproteins
Nelfinavir and Amprenavir
 M.O.A.: Specific inhibitors of the HIV-1 protease enzyme
 M.O.R.: mediated by expression of multiple and variable protease amino acid substitutions
 Less cross-resistance with Amprenavir
 Side Effects: diarrhea and flatulence
 Amprenavir can cause Stevens-Johnson syndrome
 Contraindications:inhibitor/substrate for CPY3A4
Fusion Inhibitors
 Enfuvirtide (T-20)- binds to the gp41 subunit of the viral envelope glycoprotein, preventing the conformational changes required for fusion of the viral and cellular membranes
 By blocking fusion (entry into cell), FUZEON prevents HIV from infecting CD4 cells


Nucleoside reverse transcriptase inhibitor (NRTI), non-nucleoside reverse transcriptase inhibitor (NNRTI) and protease inhibitor (PI) classes prevent the replication of HIV by working inside CD4 cells after they have been infected with HIV. The drugs in these three classes then target specific steps in the replication process to prevent the creation of new HIV particles.
Fusion inhibitors differ from these drugs because they work on the outside of the cell to prevent HIV from fusing with, and infecting the CD4 cells in the first place.

Anti-Hepatitis Agents
 Lamivudine -Nucleoside Reverse Transcriptase Inhibitor (NRTI)
 Adefovir -Nucleotide Inhibitor
 Interferon Alfa
 Pegylated Interferon Alfa
 Ribavirin
Interferon
 Interferon Alfa
 Endogenous proteins
 induce host cell enzymes that inhibit viral RNA translation and cause degradation of viral mRNA and tRNA
 Bind to membrane receptors on cell surface
 May also inhibit viral penetration, uncoating, mRNA synthesis, and translation, and virion assembly and release
 Pegylated interferon Alfa
 A linear or branced polyethylene gylcol (PEG) moiety is attached to covalently to interferon
 Increased half-life and steady drug concentrations
 Less frequent dosing
 Tx chronic hepatitis C in combination with ribavirin
Ribavirin
 A guanosine analog
 phosphorylated intracellularly by host enzymes
 inhibits capping of viral messenger RNA
 inhibits the viral RNA-dependent RNA polymerase
 inhibits replication of DNA and RNA viruses

Antiinfluenza
 Amantadine
 Rimantadine
 Zanamivir
 Amantadine dan Rimantadine
 Suatu amin siklik
 Menghambat uncoating RNA virus sehingga menghambat replikasi virus
 resistance due to mutations in the RNA sequence coding for the structural M2 protein
 untuk pencegahan dan pengobatan Influenza A
Zanamivir dan Oseltamivir
 menghambat enzim neuraminidase
 menghambat replikasi virus influenza A dan Influenza B
 untuk infeksi influenza yang uncomplicated
 intranasal


ANTIHISTAMIN



• Histamine is a biogenic amine formed by the enzymatic decarboxylation of histidine.
• In a human organism, histamine is stored in its inactive form in mast cell and basophil granules.
• The physiological secretion of histamine can be initiated by a number of factors, all of which involve binding of IgE, cross-linked by antigen, to the mast cell or basophil’s Fc receptors causing degranulation of these cells.
• Once released, histamine binds to a number of different target cell receptors causing the symptomatic effects of allergies.

• Mast cells and basophils derive from haematopoietic stem cell.
• They are both have high affinity IgE receptors on their surface.
• However, they are known to be morphologically distinct, have different staining characteristics and that human basophils and mast cells differ in many functional aspects such as the response to stimuli, and the mediators they produce.

• Biological activities of histamine in humans are dependent on plasma levels.
Histamine(ng/ml) Biological activities
0-1 None
1-2 Enhanced gastric acid secretion
3-5 Tachycardia, skin reaction
6-8 Decreased arterial pressure
7-12 Broncho-spasms
Approx. 100 Cardiac arrest

• Amine yg scr biologis aktif (histamin yg terikat tdk aktif)
• Kandungan histamin pd berbagai jar scr langsung berkaitan dgn kandungan sel mastnya
• Histamin yg tdk berasal dr sel mast
– Ditemukan di jar otak

• Fs. fisiologi histamin
– Sbg neurotransmiter
– Kontrol neuroendokrin
– Regulasi kardiovaskuler
– Pengaturan suhu
– Pembangkitan gairah (arousal)
– Berperan pd sekresi as. Lambung

“histamine mediates the allergic symptoms by binding to some receptor of histamine on the cell”
Allergic symptoms including: sneezing, runny nose, itching, watery eyes.

HISTAMINE RECEPTORS: 1, 2, 3, …
H1: brain, smooth muscle from airways, gastrointestinal (GI) tract, genitourinary system, the cardiovascular system, adrenal medulla, and endothelial cells, and lymphocytes.
H2: mediate the histamine induced gastric acid secretion. Antihistaminic agents that target H2 receptor such as cemetidine and tagamet are used to treat some gastrointestinal diseases such as peptic ulcers.
H3: “neural autoreceptor (presynaptic) serving to modulate histamine synthesis and release in the CNS”; one step up in the chain of histamine action
H4: found primarily in intestinal tissue, spleen, thymus, and immune active cells (such as T cells, neutrophils, and eosinophils), “which suggests an important role for H4 receptors in the regulation of immune function”.

• Subtipe-subtipe reseptor (R) histamin

Subtipe R Distribusi Mekanisme pascareseptor Antagonis


H1 O. polos bronkus, ↑ IP3, ↑ DAG mepyramine
GI, endotelium, otak tripolidine

H2 Mukosa lambung ↑ cAMP ranitidine
o. jtg, sel mast, otak tiotidine

H3 Prasinaps otak, sel- Coupled thioperamide
sel syaraf lain G-protein clobenpropit
iodophenpropit

First antihistamines

Toxic The first compound that was
used to treat human clinically.


FIRST GENERATION (Classical Antihistamines)
“compete against the receptors’ natural substrate, histamine, in binding to the receptors “










Side Effects: fatigue, dizziness, and sedation.
Due to: Structure fits relatively well to serve as an anticholinergic agent (specifically at the muscarinic receptor) and has the ability to penetrate the blood brain barrier due to their relative lipophilicity.

SECOND GENERATION (Non-sedative Antihistamines)

“the primary objective of antihistamine research over the past 10-15 years has centered on developing new drugs with higher selectivity for H1 receptors and lacking undesirable CNS actions”
Goal : designing antihistamines with “reduced ability to penetrate the CNS and decreased affinity for central histamine receptors”









Eliminated anticholinergic and antiadrenergic effects via bulky groups.
Researches also show that fexofenadine cannot cross the blood-brain barrier (note the polar COOH and OH).

Contoh lain: Loratadine, Siproheptadine, Mebhidroline naphadisilat, Terfenadine



AntiDiabetes
Diabetes mellitus (DM) disebut juga kencing manis atau penyakit gula. Istilah ini berasal dari bahasa yunani, diabetes: penerusan; mellitus: manis. Istilah ini menunjukkan tentang keadaan tubuh penderita, yaitu adanya cairan manis yang mengalir terus. Diabetes mellitus merupakan sekumpulan gejala yang timbul pada seseorang yang ditandai dengan kadar gula darah yang melebihi normal (hiperglikemia) akibat tubuh kekurangan insulin. Gejala yang sering dikeluhkan pasien antara lain rasa haus, banyak kencing, rasa lapar tetapi berat badan turun, badan terasa lemas, kesemutan, mata kabur, dan mudah terkena infeksi (Dalimartha, 1996).
Diabetes mellitus adalah suatu penyakit yang disebabkan oleh adanya gangguan menahun terutama pada sistem metabolisme karbohidrat, lemak dan juga protein dalam tubuh. Gangguan metabolisme tersebut disebabkan kurangnya produksi hormon insulin yang diperlukan dalam proses pengubahan gula menjadi tenaga serta sintesis lemak. Kondisi yang demikian itu mengakibatkan terjadinya hiperglikemia, yaitu meningkatnya kadar gula dalam darah atau terdapatnya kandungan gula dalam air kencing dan zat-zat keton serta asam (keto-asidosis) yang berlebihan. Keberadaan zat-zat keton dan asam yang berlebihan ini menyebabkan rasa haus yang terus menerus, banyak kencing, penurunan berat badan meskipun selera makan tetap baik, penurunan daya tahan tubuh atau tubuh lemah dan mudah sakit (Dalimartha, 1996; Price dan Wilson, 1995). Penderita kencing manis tidak jarang yang harus meninggal pada usia muda. Perubahan cukup besar terjadi pada tahun 1921, yaitu setelah Dr. Frederick Banting dan Prof. Charles Best (keduanya dari Inggris), berhasil menemukan suatu zat yang disebut insulin. Dengan bantuan penambahan insulin buatan, para penderita kencing manis dapat hidup dengan lebih baik dan dapat mencapai usia relatif normal (Price dan Wilson, 1995).
Klasifikasi Diabetes Mellitus
1. Diabetes mellitus
a. Tipe I : Insulin Dependent Diabetes Mellitus (IDDM)
b. Tipe II : Non Insulin Dependent Diabetes Mellitus (NIDDM)
2. Gangguan toleransi glukosa
3. Diabetes karena malnutrisi
4. Diabetes saat kehamilan (Price dan Wilson, 1995).
a. Insulin Dependent Diabetes Mellitus (IDDM)
Penyakit ini umumnya diderita oleh orang muda berusia 30 tahunan atau bahkan sejak anak-anak sehingga dinamakan juvenil onset diabetes. Penyakit diabetes tipe ini disebabkan oleh adanya defisiensi insulin. Hal itu terjadi karena ada kerusakan dari sel -pankreas yang merupakan sel penghasil insulin. Kerusakan tersebut akibat peradangan yang timbul karena faktor lingkungan, bisa berupa virus yang menyerang atau zat kimia toksik. Diabetes tipe ini sangat tergantung pada keberadaan insulin eksogen yang biasa diberikan melalui injeksi insulin (Adam dan Adam, 2002; Chang, 2002; Price dan Wilson,1995).
b. Non Insulin Dependent Diabetes Mellitus (NIDDM)
Penyakit ini umumnya diderita orang dewasa yang berusia 40 tahun keatas sehingga disebut adult onset diabetes. Sel -pankreas penderita masih berfungsi tapi tidak efektif, kemampuannya dalam mensekresi insulin menurun. Pengobatan biasanya bertujuan untuk memelihara konsentrasi darah dalam batas normal dan mencegah komplikasi lebih lanjut. Pengurangan berat badan (diet) dan olah raga merupakan terapi primer sedangkan terapi sekunder dengan pemberian obat-obat antidiabetika oral (Adam dan Adam, 2002; Chang, 2002; Price dan Wilson, 1995).
Faktor-faktor yang memicu timbulnya diabetes, diantaranya adalah :
a. keturunan, 15-20% penderita Non Insulin Dependent Diabetes Mellitus (NIDDM) mempunyai riwayat keluarga diabetes mellitus, sedangkan pada Insulin Dependent Diabetes Mellitus (IDDM) sebanyak 60% berasal dari keluarga diabetes mellitus
b. virus, akibat penyakit parotis (infeksi virus yang menyerang sel β-pankreas) dapat meningkatkan Diabetes Mellitus (DM) pada anak-anak
c. kegemukan, pada orang gemuk aktifitas insulin di jaringan lemak dan otot menurun
d. usia, pada orang-orang yang telah berumur aktifitas sel β-pankreas untuk menghasilkan insulin menurun, selain itu sensitivitas sel-sel jaringan berkurang sehingga tidak menerima insulin
e. diet, pola makan tinggi karbohidrat
f. hormon, beberapa hormon seperti glukagon, hormon pertumbuhan, tiroksin, epinefrin, dan kortison mempunyai aktivitas antagonis terhadap insulin
g. obat, jenis obat-obatan seperti diuretika, adrenalin, kortikosteroid, kontrasepsi oral dapat meningkatkan kadar glukosa darah (Chang, 2002).
c. Gangguan toleransi glukosa
Pengaturan kadar glukosa yang stabil dalam darah adalah mekanisme homeostatik yang merupakan kesatuan proses ikut berperannya hati, jaringan ekstra hepatik, dan beberapa hormon. Pada kondisi kadar glukosa darah normal (80-100 mg/dl), hati ternyata merupakan satu-satunya penghasil glukosa. Pada kondisi puasa, kadarnya menurun menjadi sekitar 60-70 mg/dl. Dalam keadaan normal kadar glukosa darah terkontrol dalam batas-batas tersebut. Gangguan toleransi gula terjadi karena adanya peningkatan kadar glukosa diatas normal. Orang yang mengidap gangguan toleransi gula mempunyai resiko untuk menjadi penderita diabetes mellitus tipe II (Dalimartha, 1996).
Kemampuan tubuh dalam memanfaatkan glukosa dapat ditentukan dengan mengukur toleransi glukosa yang ditunjukkan dengan sifat kurva glukosa darah setelah pemberian glukosa. Diabetes mellitus ditandai dengan berkurangnya toleransi tubuh terhadap glukosa yang disebabkan berkurangnya sekresi insulin. Hal ini dimanifestasikan dengan kadar glukosa darah yang makin meningkat (hiperglikemik) disertai glikosuria dan perubahan pada metabolisme lemak (Suharmiati, 2003).
d. Diabetes mellitus karena malnutrisi
Terjadinya defisiensi gizi (malnutrisi), defisiensi enzim atau sekresi hormon yang abnormal dapat menyebabkan penyakit diabetes mellitus (Robert dan Murray, 1995).
e. Diabetes mellitus saat kehamilan
Diabetes mellitus saat kehamilan adalah penyakit diabetes mellitus yang timbul selama penderita hamil. Hal ini terjadi karena peningkatan sekresi berbagai hormon. Oleh karena itu kehamilan merupakan keadaan diabetogenik. Umumnya setelah melahirkan, kadar glukosa darah tersebut kembali normal (Dalimartha, 1996; Price dan Wilson, 1995).

Metabolisme karbohidrat
Metabolisme karbohidrat diawali dengan proses katabolisme karbohidrat, yaitu perubahan atau pemecahan molekul karbohidrat menjadi glukosa. Glukosa dimetabolisme menjadi piruvat dan laktat dalam semua sel mamalia dalam lintasan glikolisis. Glikolisis dapat terjadi dalam keadaan anaerob untuk menghasilkan laktat dan aerob untuk memetabolisme asam piruvat menjadi asetil ko-A yang dapat memasuki siklus asam sitrat untuk menjalani proses oksidasi lengkap menjadi CO2 dan H2O dengan pelepasan energi bebas sebagai ATP. Oleh karena itu glukosa dikatakan bahan bakar utama jaringan tubuh. Selain itu glukosa juga berperan dalam proses: (1) konversi menjadi polimer simpanan, glikogen, khususnya dalam otot rangka dan hepar, (2) lintasan pentosa fosfat yang terbentuk dari senyawa antara pada proses glikolisis, senyawa- senyawa antara ini berfungsi dalam proses biosintesis misalnya asam-asam lemak dan menjadi sumber ribosa yang penting bagi pembuatan nukleotida serta pembentukan asam nukleat, (3) triosa fosfat menghasilkan bagian gliserol pada senyawa asil gliserol (lemak) dan (4) piruvat dan senyawa antara pada siklus asam sitrat memberikan kerangka karbon untuk sintesis asam-asam amino, asetil ko-A merupakan unsur pembentuk asam-asam lemak rantai panjang serta kolesterol, yaitu prekursor semua steroid yang disintesis di dalam tubuh. Glukoneogenesis merupakan proses produksi glukosa dari prekursor bukan karbohidrat, misalnya laktat, asam amino, dan gliserol. Sedangkan glukogenesis merupakan proses produksi glukosa dari prekursor karbohidrat (Robert dan Murray, 1995). Metabolisme karbohidrat yang memperlihatkan lintasan utama dan produk akhir yang penting dapat dilihat pada Gambar 1.
Uji Kadar Glukosa Darah
Uji toleransi gula merupakan suatu metode untuk mengetahui kelainan dalam metabolisme glukosa. Keadaan diabetes dapat diinduksi dengan cara pankreatektomi dan secara kimia. Zat-zat sebagai induktor (diabetogen) dapat digunakan zat-zat kimia seperti glukosa, aloksan, streptozotosin, diasoksida, adrenalin, dan EDTA. Zat-zat tersebut mampu menginduksi diabetes, dimana semuanya terjadi gejala hiperglikemia.
Hewan percobaan yang digunakan meliputi mencit, tikus, kelinci, atau anjing. Penentuan kadar gula dapat dilakukan secara kualitatif terhadap glukosa urin dan secara kuantitatif pada glukosa darah. Penentuan kadar glukosa darah dapat dilakukan secara kolorimetri atau spektrofotometri dengan Vitalab. Pereaksi kimia yang lazim digunakan untuk pembentukan warna adalah glukosa oksidase (GOD-PAP) (Anonim, 1991).
Makanan

Glikogen
Glukosa
Glukosa fosfat 3CO2

Lintasan pentosa fosfat
Triosa fosfat Ribosa fosfat
Asil gliserol
Piruvat Laktat
Asam CO2
amino
Asetil Ko-A Asam lemak
Kolesterol
Protein

Asam Siklus
amino asam sitrat



2CO2 + H2O
Gambar 1. Metabolisme karbohidrat yang memperlihatkan lintasan utama dan produk akhir yang penting (Robert dan Murray, 1995)

Terapi Diabetes Mellitus
Terapi diabetes mellitus pada prinsipnya bertujuan sebagai berikut:
a. Tujuan jangka pendek: menghilangkan keluhan dan gejala diabetes mellitus
b. Tujuan jangka panjang: mencegah atau memperlambat timbulnya komplikasi yang dapat menyerang pembuluh darah, ginjal, mata, saraf, kulit, dan kaki.
c. Tindakan atau kegiatan yang dilakukan: memberikan terapi diabetes mellitus, yakni terapi primer, yang terdiri atas diet diabetes mellitus, latihan fisik atau olahraga dan penyuluhan kesehatan; dan terapi sekunder, yang terdiri atas obat antidiabetika oral (glibenklamid, tolbutamid, klorpropamid, metformin) dan cangkok pankreas (Asdie, 1988; Dalimartha, 1996; Price dan Wilson, 1995).
Obat Antidiabetika
Obat untuk menurunkan kadar glukosa dalam darah lebih dikenal dengan istilah obat anti hiperglikemik. Obat anti hiperglikemik ada dua macam, yaitu berupa suntikan dan tablet. Obat berupa tablet lebih dikenal dengan nama anti diabetik oral atau ADO (Dalimartha, 1996).
ADO dibagi menjadi empat golongan yaitu golongan sulfonilurea, golongan biguanid, golongan akarbose dan insulin sensitizing agent.
1. Golongan sulfonilurea
Mekanisme golongan sulfonilurea dalam menurunkan kadar glukosa darah adalah dengan meningkatkan sekresi insulin dengan cara mempermudah metabolisme nutrisi sel β, meningkatkan AMP siklik sel β, dan merubah ionic fluxes didalam sel β. Golongan sulfonilurea juga memiliki mekanisme lain seperti meningkatkan sensitivitas sel β terhadap rangsangan glukosa, menekan sekresi glukagon dan meningkatkan afinitas insulin sehingga sensitivitas insulin meningkat (Tjokroprawiro, 1996).












Gambar Mekanisme aksi sulfonilurea terhadap sel β Langerhans pankreas
(Tjokroprawiro, 1996)

Obat ini hanya aktif pada diabetes mellitus tipe II yang pankreasnya tidak rusak tetapi tidak berfungsi sebagaimana dalam kondisi normal. Obat yang termasuk golongan ini antara lain tolbutamid, tolazamid, klorpropamid dan glibenklamid (Ganiswara, 1995).
2. Golongan biguanid
Biguanid berbeda dengan golongan sulfonilurea karena tidak merangsang sekresi insulin. Contoh obat golongan ini adalah metformin yang dapat digunakan sendiri maupun kombinasi dengan sulfonilurea. Metformin terutama bekerja dengan jalan mengurangi pengeluaran glukosa hati dengan cara menghambat glukoneogenesis (Harvey dkk., 2001).
Mekanisme kerja golongan biguanid meliputi :
a) Stimulasi glikolisis secara langsung dalam jaringan dengan peningkatan eliminasi glukosa dari darah,
b) Penurunan glukoneogenesis hati,
c) Peningkatan perubahan glukosa menjadi laktat oleh enterosit,
d) Penurunan kadar glukagon plasma, dan
e) Meningkatkan pengikatan insulin pada reseptor (Karam, 1997).
3. Golongan akarbose
Obat-obat ini termasuk kelompok obat baru, yang berdasarkan persaingan inhibisi enzim alfa-glukosidase dimukosa duodenum sehingga reaksi penguraian di-/polisakarida menjadi monosakarida dihambat. Dengan demikian glukosa dilepaskan lebih lambat dan absorpsinya kedalam darah juga kurang cepat, lebih rendah dan merata sehingga memuncaknya kadar glukosa dapat dihindarkan. Kerja ini mirip dengan efek dari makanan yang kaya akan serat gizi. Tidak ada kemungkinan hipoglikemia dan terutama berguna pada penderita kegemukan. Kombinasi dengan obat-obat lain akan memperkuat efeknya (Tjay dan Rahardja, 2002).
4. Insulin sensitizing agent
Tiazolidinadion adalah kelompok obat baru yang pada tahun 1996 dipasarkan di AS dan Inggris. Efek farmakologisnya luas berupa penurunan kadar glukosa dan insulin dengan jalan meningkatkan kepekaan bagi insulin dari otot, jaringan lemak dan hati. Sebagai efeknya penyerapan glukosa dalam jaringan lemak dan otot meningkat. Begitu pula menurunkan trigliserida atau asam lemak bebas dan mengurangi glukoneogenesis dalam hati. Zat ini tidak mendorong pankreas untuk meningkatkan pelepasan insulin seperti sulfonilurea (Tjay dan Rahardja, 2002).
Tolbutamid
Tolbutamid merupakan serbuk hablur, putih dan praktis putih, mempunyai rasa agak pahit dan praktis tidak berbau. Tolbutamid tidak larut dalam air, larut dalam 10 bagian alkohol dan dalam kloroform (Anonimb, 1995).

Gambar Struktur kimia tolbutamid

Gambar Struktur glibenklamid (Mutschler, 1999)
Obat ini memiliki struktur sulfonamida dimana gugus amino pada posisi para diganti dengan metil. Daya hipoglikemisnya relatif rendah, maka jarang mengakibatkan hipoglikemia dan banyak digunakan untuk diabetes mellitus tipe II (Tjay dan Rahardja, 2002).
Resorpsinya dari usus praktis lengkap, plasma t1/2-nya 4-5 jam, kerjanya bertahan 6-12 jam. Dalam prakteknya, ternyata dosis tunggal pagi hari dari 500 mg cukup efektif untuk mengendalikan kadar glukosa selama 24 jam. Dalam hati, zat ini dioksidasi menjadi metabolit inaktif yang dieksresikan 80% lewat kemih (Tjay dan Rahardja, 2002).
Tolbutamid dapat memiliki antaraksi dengan beberapa obat seperti dikumarol, salisilat, sulfonamid, fenilbutazon dan klofibrat yang menghasilkan peningkatan efek hipoglikemiknya. Antaraktan tersebut mampu mendesak tolbutamid yang terikat protein plasma sehingga kadar bentuk bebasnya meningkat. Senyawa β-bloker dapat meningkatkan efek hipoglikemik tolbutamid dengan memblok respon adrenergik terhadap hipoglikemik. Dilain pihak, efek hipoglikemik tolbutamid diturunkan oleh pemberian hormon counterregulatory misalnya kortisol, adrenalin dan hormon pertumbuhan, atau pemberian obat diuresis misalnya thiazid (Nugroho, 2001).
Insulin
Insulin (bahasa Latin insula, ”pulau”, karena diproduksi di Pulau-pulau Langerhans di pankreas) adalah sebuah hormon polipeptida yang mengatur metabolisme karbohidrat. Selain merupakan ”efektor” utama dalam homeostasis karbohidrat, hormon ini juga ambil bagian dalam metabolisme lemak (trigliserida) dan protein. Insulin adalah peptida kecil (protein) yang mengandung 51 asam amino sintesis. Protein tersebut terdiri dari dua rantai, rantai A dan B yang dihubungkan oleh jembatan disulfida (sulfur-sulfur) diantara residu sistein (Dewitt et al, 2003; Katzung dan Bertram, 1998)..

Gambar 4. Struktur insulin manusia (Dewitt et al, 2003; Katzung dan Bertram, 1998)

Insulin adalah sebuah hormon, yang secara kimia ditransportkan kedalam darah yang mengontrol dan meregulasi aktivitas tertentu sel atau organ didalam tubuh. Saat kadar glukosa darah meningkat dengan adanya makanan, pankreas akan menstimulasi pelepasan insulin kedalam aliran darah dan memerintahkan kepada jaringan untuk mengabsorbsi glukosa dari darah, yang diawali dengan berikatannya insulin dengan jaringan. Metabolisme glukosa penting untuk pertumbuhan sel dan energi dalam hubungannya dengan fungsi sel. Ketika insulin berikatan dengan reseptor dimembran sel, protein pembawa glukosa dilepaskan dari sel kepermukaan membran sel. Dari permukaan luar sel inilah protein pembawa dapat membawa glukosa kedalam jaringan dimana ia akan dimetabolisme. Tanpa insulin, sel tidak dapat mengabsorbsi glukosa yang ada didalam darah (Dewitt et al, 2003; Katzung dan Bertram, 1998).
Pada diabetes tipe I, pankreas tidak dapat menghasilkan insulin sehingga harus diberikan insulin pengganti. Pemberian insulin hanya dapat diberikan melalui injeksi, karena insulin merupakan protein yang terurai oleh pepsin lambung. Insulin diinjeksikan dibawah kulit kedalam lapisan lemak (sub kutan) setengah jam sebelum makan, biasanya dilengan, paha atau dinding perut dan digunakan jarum yang sangat kecil untuk mengurangi nyeri yang ditimbulkan. Plasma t1/2-nya hanya beberapa menit pada orang sehat. Pada penderita diabetes bisa diperpanjang sampai 123 jam, mungkin akibat pengikatan pada antibodi. Kerjanya singkat, lebih kurang 40 menit. Bentuk sediaan insulin yang baru sedang dalam penelitian, yaitu sediaan inhalasi. Namun bentuk sediaan tersebut belum dapat bekerja dengan baik karena laju penyerapannya yang berbeda menimbulkan masalah dalam penentuan dosisnya (Tjay dan Rahardja, 2002).
Lama kerjanya sediaan insulin tergantung dari tempat injeksi, dosis, aktivitas fisik dan faktor individual lainnya. Juga dari bentuk sediaan insulin yang digunakan, apakah insulin kerja cepat, sedang atau insulin kerja lambat (Tjay dan Rahardja, 2002).
1. Insulin kerja cepat
Contohnya adalah insulin regular, yang bekerja paling cepat dan paling singkat. Insulin ini sering kali mulai menurunkan kadar glukosa dalam waktu 20 menit. Mencapai puncaknya dalam waktu 2-4 jam dan bekerja selama 6-8 jam. Insulin kerja cepat seringkali digunakan oleh penderita yang mengalami beberapa kali suntikan setiap harinya dan disuntikkan 15-20 menit sebelum makan.
2. Insulin kerja sedang
Contohnya adalah insulin suspensi seng atau suspensi insulin isofan. Mulai bekerja dalam waktu 1-3 jam, mencapai puncak maksimum dalam waktu 6-10 jam dan bekerja selama 18-26 jam. Insulin ini bisa disuntikkan pada pagi hari untuk memenuhi kebutuhan selama sehari dan dapat disuntikkan pada malam hari untuk memenuhi kebutuhan sepanjang malam.
3. Insulin kerja lama
Contohnya adalah insulin suspensi seng yang telah dikembangkan. Efeknya baru timbul setelah 6 jam dan bekerja selama 28-36 jam (Tjay dan Rahardja, 2002).
Streptozotosin
Streptozotosin merupakan metabolit dari Streptomyces achromogenes, dan digunakan sebagai diabetogenik secara luas dalam berbagai eksperimental diabetes. Rakieten et al. (1963) melaporkan aktivitas diabetogenik dari streptozotosin yang spesifik citotoksik pada sel β Langerhans pankreas. Streptozotosin merupakan turunan nitrosuria glukosamin yang merupakan antibiotik, anti tumor dan anti kanker. Streptozotosin secara langsung toksik pada sel β Langerhans pankreas melalui kerusakan membran plasma, penurunan level NAD dan produksi radikal bebas yang pada akhirnya menyebabkan kematian sel (Feillet-Coudray et al., 1999).
Seperti sudah disebutkan di atas, streptozotosin dapat digunakan untuk hewan uji DM tipe I dan tipe II. Pemberian streptozotosin berbagai dosis secara intra peritoneal pada hewan uji dewasa dapat membuat DM tipe I dengan berbagai tingkat keparahan. Dosis streptozotosin 50 dan 75 mg/kg BB pada hewan uji tikus berturut-turut membentuk DM tipe I tingkat sedang dan berat. Pemberian streptozotosin pada dosis tersebut dapat merusak sel-sel β sehingga produksi insulin akan menurun secara drastis, bahkan akan berhenti pada kondisi kronis (Peredo et al., 1999). Untuk menginduksi hewan uji dengan DM tipe II dapat dilakukan dengan pemberian streptozotosin dosis 90 mg/kgBB secara intra peritoneal pada tikus neonatal dan kondisi DM tipe II ini terdeteksi setelah tikus tersebut berumur 6 minggu (Shafrir dan Mosthaf, 1999).
Pada pemberian streptozotosin pada hewan uji dewasa, tidak terjadi regenerasi sel β Langerhans pankreas dan terjadi hiperplasia secara irreversibel karena terjadi kerusakan kronis pada sel β Langerhans pankreas sehingga insulin tidak dapat diproduksi oleh organ tersebut. Patofisiologi tersebut identik pada DM tipe I (Portha dan Kergoat, 1985).


ANTIHIPERLIPIDEMIK
Ditujukan utk menurunkan resiko penyakit aterosklerosis
 Obat utk menurunkan kadar lipid plasma (kolesterol, trigliserida, fosfolipid, dan asam lemak bebas) tdk larut dlm plasma
 Lipoprotein mengangkut lipid dr tempat sintesis menuju tempat penggunaannya
Penggolongan lipoprotein:
 VLDL
– Mgd 60% trigliserid endogen dan 10-15% kolesterol
– Dibentuk dr asam lemak bebas di hati
 LDL
– Lipoprotein pengangkut kolesterol terbesar (menuju jaringan perifer) utk sintesis membran plasma dan hormon steroid
– Mgd trigliserida 10% dan kolesterol 50%
– Mrpkn metabolit dr VLDL
 IDL
– Mgd 30% trigliserid, 20% kolesterol, apoprotein
– Katabolisme VLDL ð IDL ð LDL
 HDL
– Mgd 13% kolesterol, < 5% trigliserid, 50% protein
– HDL1 (induksi aterosklerosis), HDL2, HDL3
– Mengangkut kolesterol dr jaringan perifer ke hati ð penimbunan kolesterol di perifer ↓

Gambar Metabolisme Lemak

ANTIHIPERLIPIDEMIA
 Asam fibrat: klofibrat, gemfibrozil, fenofibrat, siprofibrat, bezafibrat
 Resin: kolestiramin, kolestipol
 Penghambat HMGCoA reduktase: simvastatin, mevastatin, lovastatin, pravastatin
 Asam nikotinat ð asipimoks
 Probukol
 Lain-lain: Neomisin sulfat, Beta-sitosterol, Dekstrotiroksin

ASAM FIBRAT
- utk hipertrigliserida
- menurunkan trigliserida dgn meningkatkan aktivitas lipoprotein lipase shg katabolisme lipoprotein kaya-trigliserida (VLDL & IDL) meningkat.

RESIN
☺garam klorida dr basic anion exchange resin
☺utk hiperkolesterolemia dgn cara menurunkan LDL
☺mekanisme: mengikat asam empedu dlm saluran cerna
☺tjd penurunan kadar asam empedu ð menyebabkan meningkatnya produksi asam empedu yg berasal dr kolesterol ð kolesterol dlm plasma turun

INHIBITOR HMG-Coa Reduktase
 utk hiperkolesterolemia dgn cara menurunkan LDL
 Menghambat scr kompetitif enzim HMGCoA reduktase (enzim yg mengontrol biosintesis kolesterol)
 Inhibitor HMGCoA reduktase ð menghambat sintesis kolesterol di hati ð menurunkan kolesterol (LDL) plasma

Gambar Biosintesis Kolesterol

ASAM NIKOTINAT
 Niasin
 Salah satu komponen vit. B komplek
 Utk hipertrigliserida dgn menurunkan produksi VLDL shg kadar IDL dan VDL juga turun
 Mekanisme: menghambat lipolisis pd jaringan lemak shg asam lemak bebas (hasil lipolisis) yg diperlukan utk sintesis VLDL di hati menurun ð sintesis VLDL turun

PROBUKOL
 Menurunkan kadar kolesterol serum dgn menurunkan LDL
 Diduga: efek antiaterogeniknya terlepas dr efek hipolipidemiknya

LAIN-LAIN
1. Beta-sitosterol adalah gabungan sterol tnmn yg tdk diabsorpsi GI
Mekanisme: menghambat absorpsi kolesterol endogen
2. Dekstrotiroksin
 Utk hiperkolesterolemia dgn cara menurunkan LDL
 Isomer optik hormon tiroid
 Menurunkan kadar lipid darah krn efek tiromimetik
(tiroksin meningkatkan metabolisme LDL) ð kadar LDL plasma turun