Indonesia   |   English  
Saran Dan Pengaduan

POLITEKNIK KP KARAWANG
BADAN RISET DAN SDM KELAUTAN DAN PERIKANAN
Kilas Berita  
Review - Senyawa Polifenol pada Alga Cokelat dan Karakteristik Farmasinya

 (Dirangkum dari Jurnal berjudul sama oleh Muhammad Fadhlullah)

========================================================================

 

Potensi Biodiversitas Laut

Laut mengandung setengah dari keanekaragaman hayati (biodiversitas) di dunia. Beberapa contoh keanekaragaman biota yang ada di laut di antaranya alga, tunicata, spons, koral lunak, bryozoa, siput laut, moluska, echinodermata, ikan, dan mikroorganisme. Dalam beberapa dekade terakhir, biota-biota laut tersebut telah menjadi objek penelitian dan pengisolasian senyawa bioaktif yang memiliki potensi manfaat biomedis dan farmasi. Beberapa contoh senyawa bioaktif tersebut di antaranya lipid, protein, peptida, asam amino, neurotoksin, polisakarida, klorofil, karotenoid, vitamin, mineral, dan pigmen.

 

A1 A2

Gambar 1. Makro dan mikroalga. Sumber: http://news.algaeworld.org/2015/06/algal-biodiversity-culturing-preservation-and-characterization-of-micro-and-macroalgae-for-basic-and-applied-research/

Gambar 2. Tunicata. Sumber: https://www.coraldigest.org/index.php/Tunicates

A3

A4

Gambar 3. Spons. Sumber: https://oceanleadership.org/sea-sponges-stay-put-anchors-bend-dont-break/ Gambar 4. Koral lunak. Sumber: https://www.saltwaterfish.com/product-assorted-coral-frag-10-pack
A5 A6

Gambar 5. Bryozoa. Sumber: http://www.seawater.no/fauna/bryozoa/index.html

Gambar 6. Siput laut. Sumber: https://www.uq.edu.au/news/article/2016/01/small-deadly-chemical-warfare-of-sea-slugs

A7

A8

Gambar 7. Moluska laut. Sumber: https://www.berkeley.edu/news/media/releases/2009/04/01_seashells.shtml

Gambar 8. Echinodermata laut. Sumber: http://www.daviddarling.info/encyclopedia/E/echinoderm.html

A9 A10

Gambar 9. Mikroorganisme laut. Sumber: https://www.laboratory-journal.com/news/scientific-news/marine-microorganisms-affect-earths-carbon-cycle

Gambar 10. Berbagai jenis ikan. Sumber: https://dpipwe.tas.gov.au/sea-fishing-aquaculture/publications-and-products/fishes-of-tasmania-posters

 

Salah satu biota laut yang menjadi objek penelitian secara intensif adalah alga. Alga merupakan organisme uniseluler atau multiseluler yang dapat menghasilkan berbagai jenis senyawa/bioproduk melalui proses fotosintesis. Alga dapat dikelompokkan berdasarkan ukurannya menjadi mikroalga dan makroalga. Mikroalga umumnya hidup di zona bentik dan litoral pada laut. Mikroalga dapat dikelompokkan menjadi diatom, dinoflagellata, flagellata hijau dan kuning-cokelat, dan alga hijau-biru. Sedangkan makroalga atau rumput laut hidup di zona litoral pada laut. Makroalga terdiri dari alga hijau, alga merah, dan alga cokelat.

 

Alga cokelat (Phaeophyceae) memiliki kandungan polisakarida dan metabolit sekunder yang tinggi, seperti terpenoid, karotenoid, dan oxilipin. Namun, kandungan metabolit sekunder tertinggi pada alga cokelat adalah kelompok senyawa polifenol, yang salah satunya adalah florotanin. Beberapa spesies alga cokelat yang dilaporkan mengandung florotanin dengan manfaat bagi kesehatan di antaranya Ecklonia cava, Ecklonia stolonifera, Ecklonia kurome, Eisenia bicyclis, Ishige okamurae, Sargassum thunbergii, Hizikia fusiformis, Undaria pinnatifida, dan Laminaria japonica.

 

A11 A12
Gambar 11. Ecklonia. cava Gambar 12. Ecklonia stolonifera
   
A13 A14
Gambar 13. Ecklonia kurome. Gambar 14. Eisenia bicyclis.
A15 A16
Gambar 15. Ishige okamurae Gambar 16. Sargassum thunbergii.
A17 A18
Gambar 17. Hizikia fusiformis. Gambar 18. Undaria pinnatifida.
A19  
Gambar 19. Laminaria japonica.  

 

Florotanin 

 

Florotanin merupakan kelompok senyawa yang dihasilkan dari polimerisasi monomer-monomer floroglusinol (1,3,5-trihidroksibenzen). Monomer-monomer floroglusinol dapat membentuk polimer akibat ikatan aril-aril dan diaril-eter. Berdasarkan ikatannya, florotanin dapat dikelompokkan menjadi fukol, floretol, dan fukofloretol. Fukol terpolimerisasi akibat ikatan fenil, floretol dari ikatan aril-eter, sedangkan fukofloretol akibat ikatan fenil dan aril-eter. Florotanin memiliki berat molekul dengan kisaran 126 Da - 650 kDa, dan merupakan senyawa yang sangat hidrofilik. Hingga saat ini, florotanin diketahui hanya dapat ditemukan di dalam alga cokelat. Kandungan florotanin dalam alga cokelat dapat mencapai 15% dari berat keringnya. Pada sel/jaringan alga cokelat, florotanin umumnya terkandung di lapisan luar korteks, organel fisoda, dan jaringan meristem mitotik serta jaringan sporogen miotik. Florotanin dapat berikatan dengan dinding sel melalui ikatan kovalen dengan asam alginat.

 

Florotanin diperkirakan memiliki peran dalam reproduksi alga, yakni untuk mencegah terjadinya pembuahan (fertilisasi) berganda dengan cara menghambat pergerakan spermatozoid. Florotanin juga memiliki sifat plastis terhadap berbagai faktor lingkungan, seperti nutrisi, cahaya, kedalaman, salinitas, luka akibat predasi (grazing), serta luka akibat faktor mekanis lainnya. Berdasarkan karakteristiknya tersebut, florotanin memiliki potensi sebagai agen pelindung terhadap radiasi sinar ultraviolet, agen pencegah fouling, serta agen pelindung terhadap predasi dari biota herbivora.

 

A21

 Gambar 20. Struktur kimia florotanin. (i) floroglusinol, (ii) Tetrafukol A, (iii) Tetrafloretol B, (iv) Fukodifloretol, (v) Tetrafuhalol A, (vi) Tetraisofuhalol, (vii) Florofukofuroekol.
Gambar 21. Penampang organel alga cokelat (meliputi fisoda). Sumber: 

             

Biosintesis Florotanin

 

Jalur biosintesis florotanin dimulai dari glikolisis / jalur Embden-Meyerhof-Parnas (EMP), yang mengkonversi glukosa menjadi asam piruvat. Kemudian, diketahui bahwa asam piruvat masuk ke jalur asetat-malonat / poliketida untuk dikonversi menjadi floroglusinol yang merupakan monomer dari florotanin. Namun, jalur biosintesis florotanin yang lebih detil belum teridentifikasi hingga saat ini.

  

A22
Gambar 21. Jalur biosintesis floroglusinol

 

 

 Potensi Manfaat Florotanin Bagi Kesehatan

 

  1. Antioksidan dan Pelindung Terhadap Sinar UV

Senyawa-senyawa oksidan, seperti radikal anion superoksida, radikal hidroksil, dan hidrogen peroksida (H2O2) sering kali dihasilkan reaksi oksidasi biologis dari faktor-faktor eksogen. Senyawa-senyawa oksidan dapat menyebabkan kerusakan sel atau organ melalui keterlibatannya dalam transduksi sinyal dan aktivasi gen pada sel. Radiasi sinar ultraviolet (UV) juga dapat memicu aktivitas oksidan pada sel tubuh. Oleh karena itu, keberadaan senyawa oksidan dalam tubuh serta paparan terhadap radiasi UV perlu diminimalisir untuk mencegah munculnya penyakit terkait aktivitas oksidan.

 

Beberapa senyawa florotanin, seperti floroglusinol, ekol, fukodifloroetol G, florofukofuroekol A, diekol, dan 6, 6'-biekol yang berasal dari rumput laut E. cava, memiliki karakteristik antioksidan yang dapat merusak senyawa-senyawa radikal bebas, melindungi protein membran pada sel tubuh dari kerusakan yang disebabkan aktivitas oksidan, serta meningkatkan kadar glutathion merupakan kofaktor antioksidan pada sel. Karakteristik-karakteristik tersebut telah diujikan pada lini sel RAW 264.7, yang merupakan turunan sel dari mencit.  Senyawa diekol juga telah diuji dan dapat menghambat melanogenesis berlebih melalui penekanan enzim tirosinase, memberikan perlindungan terhadap cekaman foto-oksidatif akibat radiasi UV-B melalui perusakan spesi oksigen reaktif (ROS) dalam sel tubuh, dan mencegah kerusakan DNA.

 

  1. Anti-mikroba

Penyakit akibat infeksi oleh bakteri dan jamur masih merupakan ancaman bagi masyarakat global, walaupun ilmu dan teknologi kesehatan sudah berkembang pesat. Salah satu tantangan yang dihadapi adalah meningkatnya resistensi bakteri terhadap antibiotik yang sudah ada. Oleh karena itu selalu diperlukan pencarian/penemuan akan senyawa antimikroba baru yang dapat menjawab tantangan tersebut.

 

Florotanin dari alga cokelat diketahui memiliki sifat antimikroba terhadap bakteri patogen pada pangan, bakteri yang telah resisten terhadap antibiotik, dan jamur patogen. Sebagai contoh, senyawa ekol, florofukofuroekol A, diekol, and 8,8′-biekol dari E. kurome mampu menghambat secara efektif aktivitas bakteri Staphylococcus aureus yang telah resisten terhadap metisilin, mampu menjadi bakterisida terhadap Campylobacter jejuni dengan konsentrasi minimal 0,03 - 0,08 mmol/mL, dan mampu membunuh bakteri Vibrio parahaemolyticus dalam 0,5 - 2 jam dengan menggunakan konsentrasi bakterisida minimal sebesar dua kali lipat dibandingkan untuk C. jejuni. Karakteristik senyawa-senyawa florotanin ini telah diujikan pada tikus. Senyawa diekol dari E. cava juga dapat menghambat pertumbuhan jamur Trichophyton rubrum, jamur penyebab infeksi dermatofitik pada kuku.   

 

  1. Anti-HIV

Human Immunodeficiency Virus tipe 1 (HIV-1) merupakan virus penyebab penyakit Acquired Immune Deficiency Syndrome (AIDS). Senyawa-senyawa antivirus HIV telah banyak dikembangkan untuk tahap replikasi virus yang berbeda. Namun, resistensi virus HIV terhadap antivirus tersebut terus berkembang, sehingga perlu dicari senyawa alternatif lain yang memiliki potensi aktivitas anti-HIV.

 

Senyawa florotanin dari alga cokelat telah diuji dan hasilnya menunjukkan bahwa florotanin juga memiliki aktivitas anti-HIV. Sebagai contoh, senyawa 8,8′-biekol, 8,4′′-diekol dari E. cava dapat menghambat aktivitas enzim transkriptase balik dan protease pada virus HIV-1, dengan efek yang sebanding dengan salah satu antivirus HIV yang telah umum, nevirapin.  

 

  1. Anti-alergi

Penyakit alergi, seperti rhinitis, asma, dan eksim, dapat terjadi karena reaksi yang berlebih dari sistem imun tubuh terhadap faktor lingkungan yang sebetulnya tidak berbahaya, seperti bulu binatang, debu, polen, makanan, dan senyawa kimia. Reaksi alergi dikarakterisasi oleh aktivasi sel mastosit basofil yang berlebihan oleh immunoglobulin-E (IgE) dari sel B, yang menyebabkan lepasnya senyawa penyebab alergi di dalam tubuh seperti histamin dan b-heksosaminidase.

 

Penelitian terbaru mengungkapkan bahwa beberapa senyawa florotanin dari E. cava, seperti fukodifloroetol G, ekol, diekol, 6, 6′-biekol, florofukofuroekol A, dan 1-(3′,5′-dihidroksifenoksi)-7-(2′′,4′′,6- trihidroksifenoksi)-2,4,9-trihidroksidibenzo-1,4-diksin dapat menghentikan pelepasan histamin yang dimediasi oleh aktivitas A23187 atau FcεRI dari sel KU812 dan RBL-2H3.

 

  1. Anti-inflamasi

Inflamasi merupakan reaksi yang dihasilkan terhadap berbagai stimuli, seperti luka fisik, radiasi UV, infeksi mikroba, dan reaksi sistem imun. Inflamasi yang berlebihan atau berlangsung lama dapat menyebabkan munculnya berbagai penyakit, seperti asma kronis, artritis rematik, penyakit pencernaan, dan kanker. Banyak obat telah dikembangkan untuk menangani inflamasi, seperti kortikosteroid dan aspirin. Namun penggunaan obat-obatan tersebut pada dosis tinggi atau jangka lama dapat menimbulkan efek samping.

 

Senyawa florotanin, seperti florofukofuroekol A dari E. stolonifera, diketahui mampu menghambat produksi dan ekspresi NO, PGE2, dan sitokin penyebab inflamasi seperti IL-1β, IL-6, dan TNF-α dalam mikroglia yang distimulasi LPS. Penggunaan senyawa florotanin sebagai anti-inflamasi berpotensi lebih aman digunakan dalam jangka waktu panjang.

 

  1. Anti-kanker

Kanker merupakan penyakit yang disebabkan oleh pertumbuhan sel-sel tubuh abnormal yang tidak terkontrol. Kanker dapat disebabkan oleh pola makan yang tidak sehat, faktor genetik, dan faktor lingkungan. Salah satu cara untuk mengurangi resiko terjangkit penyakit kanker adalah dengan mengkonsumsi produk-produk alami yang bersifat anti-kanker. Salah satunya adalah florotanin.

 

Senyawa dioksinodehidroekol dari E. cava diketahui memiliki aktivitas anti-proliferasi terhadap sel kanker payudara melalui penginduksian apoptosis. Dioksinodehidroekol juga meningkatkan aktivitas kaspase (−3 and −9), enzim perbaikan DNA poli-(ADP-ribosa) polimerase (PARP), gen pendorong apoptosis (Bax, p53, and p21), dan pengurangan aktivitas gen anti-apoptosis Bcl-2 dan NF-κB. 

 

  1. Anti-diabetes

Diabetes mellitus merupakan penyakit yang disebabkan gangguan produksi insulin oleh pankreas sehingga menyebabkan kondisi glikemia. Glikemia didorong juga oleh aktivitas enzim α-amilase and α-glukosidase. Oleh karena itu, diabetes dapat dihindari dengan mengontrol aktivitas kedua enzim tersebut. Beberapa senyawa florotanin, seperti dibenzo (1,4) dioksin-2,4,7,9-tetraol dan ekol dari E. maxima dan fukofloroetol dari Fucus distichus mampu menghambat aktivitas enzim α-amilase and α-glukosidase.

 

  1. Anti-obesitas

Obesitas disebabkan ketidakseimbangan antara masukan energi ke dalam tubuh dan luaran energi melalui aktivitas-aktivitas sehingga menyebabkan peningkatan penyimpanan lemak. Senyawa-senyawa yang berasal dari biota laut, seperti florotanin, diketahui memiliki aktivitas anti-obesitas. Sebagai contoh, floroglusinol, ekol, dan florofukofuroekol A dari E. stolonifera mampu menghambat akumulasi lipid dalam sel 3T3-L1 dengan mengurangi ekspresi gen penanda adiposit seperti reseptor γ teraktivasi proliferator dan protein α pendorong pengikatan CCAAT.

 

Kesimpulan

 

Florotanin dari alga cokelat memiliki potensi dikembangkan menjadi produk alami untuk mencegah maupun mengobati berbagai penyakit kronis. Studi lebih lanjut mengenai struktur florotanin dan bioavailability perlu dilakukan untuk betul-betul memahami mekanisme reaksi florotanin terhadap penyakit serta keefektifan penggunaannya dalam tubuh. Setelah itu, perlu dilakukan pengembangan sistem produksi florotanin yang efektif dan efisien agar florotanin dapat diproduksi dalam skala masal sehingga dapat diakses oleh masyarakat luas.

 

MrRoSe   11 November 2019   Dilihat : 4886



Artikel Terkait: