Prostaglandin (kimia Fst-unja) 5e2758

Makalah Kimia Organik Bahan Alam “Prostaglandin”

Disusun oleh : Kelompok. II

L. Octa Febrina

(F1C111056)

Lenny Theresia

(F1C111041)

Supriyati

(F1C111018)

Ari Listyani

(F1C111039)

Johan Virnando

(F1C111026)

Widya Sulastri

(F1C111008)

Selvia Lesmiana

(F1C111054)

Carolin Fitriyani. R

(F1C111050)

Marlena

(F1C110008)

PROGRAM STUDI KIMIA FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS JAMBI JAMBI 2014

PROSTAGLANDIN Kata Pengantar Puji syukur ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa atas segala limpahan rahmat dan karunia-Nya, sehingga kami dapat menyelesaikan Makalah Kimia Organik Bahan Alam yang berjudul “Prostaglandin“. Penulisan makalah ini dimaksudkan untuk menyelesaikan salah satu tugas mata kuliah kami di semester enam ini, yaitu mata kuliah Kimia Organik Bahan Alam. Selesainya penyusunan makalah “Prostaglandin” ini tidak terlepas berkat bantuan dari berbagai pihak, terutama kepada Ibu Indri Maharini, M.Sc, A.pt selaku dosen mata kuliah Kimia Organik Bahan Alam. Oleh karena itu melalui kesempatan yang sangat berharga ini, kami mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu dalam pembuatan makalah ini. Semoga Tuhan Yang Maha Esa membalasnya dengan yang lebih baik. Akhir kata “tiada gading yang tak retak, tiada manusia yang sempurna”, begitupun dengan karya tulis ini. Kami menyadari bahwa karya tulis ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu kami mengharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun untuk lebih menyempurnakan makalah ini. Akhir kata kami, ucapkan semoga makalah ini dapat bermanfaat.

Jambi, July 2014

Penulis

KIMIA ORGANIK BAHAN ALAM, KELOMPOK II (DUA)

Page 2

PROSTAGLANDIN Daftar Isi Kata Pengantar……………………………………………………………………………………2 Daftar Isi…………………………………………………………………………………………..3 BAB I. Latar Belakang…….. BAB II. Isi……………….. 2.1. Prostaglandin…………………….. 2.2. Klasifikasi Prostaglandin….. 2.3. Karakteristik Enzim……. 2.4. Biosintesa Prostaglandin… 2.5. Mekanisme Reaksi………… 2.6. Fungsi Prostaglandin……… 2.7. Efek Kelebihan dan Kekurangan Hormone Prostaglandin….. 2.8. Senyawa Penghambat Prostaglandin….. BAB III. Kesimpulan……………………………………….. Daftar Pustaka

KIMIA ORGANIK BAHAN ALAM, KELOMPOK II (DUA)

Page 3

PROSTAGLANDIN BAB II ISI 2. 1. Prostaglandin Nama prostaglandin berasal dari kelenjar prostat. Ketika prostaglandin pertama kali diisolasi dari cairan mani pada tahun 1935 oleh Swedia fisiolog Ulf von Euler, dan oleh MW Goldblatt, prostaglandin diyakini menjadi bagian dari sekresi prostat. (Bahkan, prostaglandin yang diproduksi oleh vesikula seminalis). Prostaglandin adalah setiap anggota kelompok senyawa lipid yang berasal enzimatis dari asam lemak dan memiliki fungsi penting dalam tubuh hewan. Prostaglandin (PG) adalah suatu hormon yang termasuk golongan lipid kelas eicosanoid, sub kelas prostanoid. Prostaglandin mempunyai fungsi biologis yang penting dalam reaksi inflamasi, demam, sakit, reproduksi wanita, regenerasi jaringan dan kanker.

Prostaglandin dibiosintesis melalui jalur

metabolisme asam arakidonat yang diregulasi oleh tiga tahap enzimatis yaitu fosfolipase A2, siklooksigenase dan enzim terminal prostanoid sintase. Salah satu enzim terminal tersebut yaitu Prostaglandin E sintase. Prostaglandin E sintase (PGES) adalah enzim terminal pada biosintesis prostaglandin E2 (PGE2), yaitu dengan mengisomerisasi PGH2 secara spesifik menjadi PGE2. PGES terdapat dalam berbagai karakteristik enzim, ekspresi, lokalisasi dan fungsi yang berbeda. Enzim ini dapat digolongkan menjadi 3 (Kudo and Murakami, 2005) : •

mPGES-1 (membran-bound enzyme)

•

mPGES-2(membran-bound enzyme)

•

GES (cytosolic enzyme)

Berdasarkan aktivitasnya dapat dibagi menjadi dua: •

Gluthation (GSH) dependent

•

Gluthation (GSH) independent

Prostaglandin bukan berbentuk hormon, tetapi autokrin atau parakrin, yang bertindak secara lokal molekul messenger. Mereka berbeda dari hormon dalam bahwa mereka tidak diproduksi di lokasi diskrit (tertentu) tapi di banyak tempat di seluruh tubuh manusia. Prostaglandin ditemukan di sebagian besar jaringan dan organ. Mereka diproduksi oleh semua

KIMIA ORGANIK BAHAN ALAM, KELOMPOK II (DUA)

Page 4

PROSTAGLANDIN sel bernukleus kecuali limfosit.Mereka autokrin dan parakrin mediator lipid yang bertindak berdasarkan trombosit , endotel , uterus dan sel mast Prostaglandin berfungsi seperti hormon sebagai senyawa sinyal tetapi hanya bekerja di dalam sel tempat mereka tersintesis. Prostaglandin diproduksi dalam tubuh oleh sel-sel dan mempengaruhi setiap sistem organ. Mereka memainkan peran dalam berbagai proses fisiologis dan hormonal dan kadang-kadang bekerja melawan satu sama lain untuk melindungi tubuh. Prostaglandin membuat kimia menyebar dan tindakan mekanik dalam tubuh, tergantung pada rangsangan luar dan struktur sel biologis mereka sendiri. Mereka bertindak sebagai pesan kimia. Tapi tidak berpindah ke situs yang lain, tetapi bekerja dengan baik dalam sel-sel dimana mereka disintesis. Prostaglandin adalah asam karboksilat tak jenuh. Merupakan lipida yang dibangun oleh 20 atom karbon pembentuk rantai utamanya. Prostaglandin merupakan lipida yang mengandung gugus hidroksil (OH) di posisi atom C nomor 11 dan C nomor 15, dan memiliki ikatan rangkap pada atom C no 13.

Gambar 1. Molekul prostaglandin

Prostaglandin dihasilkan oleh jaringan yang sedang terluka atau sakit yang disintesis dari asam lemak tak jenuh rantai panjang yaitu asam arakidonat. Kehadiran obat penghilang rasa sakit seperti aspirin dapat menghambat proses pembentukan molekul ini. Proses pembentukan prostaglandin dari asam arakidonat, ditunjukkan oleh persamaan reaksi di bawah ini (Gambar.2).

Gambar 2. Proses pembentukan Prostaglandin dari asam arakidonat KIMIA ORGANIK BAHAN ALAM, KELOMPOK II (DUA)

Page 5

PROSTAGLANDIN Prostaglandin merupakan mediator pada inflamasi yang menyebabkan kita merasa perih, nyeri, dan panas. prostaglandin dapat menjadi salah satu donator penyebab nyeri kepala primer.

2.2. Klasifikasi Prostaglandin Berdasarkan struktur molekulnya, prostaglandin alam dapat dibedakan atas empat kelompok, yaitu masing-masing kelompok E (PGE), kelompok F (PGF), kelompok A (PGA), dan kelompok B(PGB). Masing-masing kelompok PG terdiri dari beberapa senyawa dengan struktur molekul yang berbeda-beda. Misalnya, PGE1, PGE2, dan PGE3 masing-masing mengandung ikatan rangkap 13-trans; 5-cis-13-trans-17-cis. Keenam senyawa yang termasuk PGE Dan PGF dikenal sebagai prostaglandin primer. Kelompok E

Kelompok F

KIMIA ORGANIK BAHAN ALAM, KELOMPOK II (DUA)

Page 6

PROSTAGLANDIN Terdapat beberapa struktur prostaglandin, di antaranya adalah Prostaglandin A (PGA), Prostaglandin D (PGD), Prostaglandin E (PGE), Prostaglandin Fα (PGFα), Prostaglandin G atau H (PGG atau PGH), dan Prostaglandin I atau Prostasiklin (PGI). Menurut tata nama prostaglandin, huruf kapital di belakang nama prostaglandin menunjukkan cincin dan substituennya, sedangkan angka subskrip huruf kapital menunjukkan jumlah ikatan rangkap di luar cincin beranggota lima. (Muntholib, 2001) Kelompok A

KIMIA ORGANIK BAHAN ALAM, KELOMPOK II (DUA)

Page 7

PROSTAGLANDIN Kelompok B O CO2H

O CO2H OH

PGB1 O OH CO2H

OH

19-Hidroksil-PGB1

O

PGB2

CO2H

OH

OH

OH

19-Hidroksil-PGB2

2.3. Karakteristik Enzim mPGES-1

mPGES-1 adalah enzim yang termasuk dalam membran assosiated proteins in eicosanoid and glutathione metabolism (MAPEG) superfamily, membentuk struktur trimer dalam kristalnya, ditemukan di membran perinukleat, dan aktif dengan adanya GSH. Ekspresi mPGES-1 diinduksi oleh proinflamasi glukokortikoid dan dihambat oleh antiinflamasi glukokortikoid. Proses induksi ini dikontrol oleh faktor transkripsi Egr-1 yang terikat ke kotak GC proksimal pada promotor mPGES-1. Pada kondisi patologis seperti inflamasi (udem), demam, sakit hiperalgesia, dan kanker terlihat adanya over-ekspresi mPGES-1. Penelitian menggunakan mencit dengan defisiensi mPGES-1 menunjukkan kondisi inflamasi yang lebih ringan. Transfeksi kombinasi mPGES-1 dan siklooksigenase-2 (COX-2) ke dalam sel HEK293 menunjukkan transformasi sel disertai dengan peningkatan PGE2, sel tersebut menunjukkan banyak koloni pada kultur agar dan bersifat tumor pada saat diimplantasikan kepada mencit. Mencit transgenik yang over-ekspresi mPGES-1 dan COX-2 menunjukkan kondisi metaplasia, hiperplasia dan pertumbuhan tumor pada glandular perut. mPGES-2 mPGES-2 mempunyai domain katalitik yang homolog dengan tioredoksin. Kristal mPGES-2 membentuk struktur dimer. Menempel pada lipid membran pada N-terminal. Dua daerah hidrofobik tersambung membentuk V terletak pada bagian bawah dengan rongga yang KIMIA ORGANIK BAHAN ALAM, KELOMPOK II (DUA)

Page 8

PROSTAGLANDIN besar. PGH2 masuk dengan tepat pada kantung V. SH pada Cys110 pada domain homolog tioredoksin disarankan sebagai sisi katalitiknya.

Gambar 1 Asimetri Unit

Kerja enzim ini diaktivasi oleh senyawa tiol. Enzim ini disintesis sebagai Golgi membranassociated protein, penghilangan domain hidrofobik N-terminal mengarah pada pembentukkan enzim sitosolik. Ekspresi mPGES-2 tidak meningkat pada kondisi inflamasi maupun kerusakan sel, tapi dilaporkan adanya peningkatan kadar mPGES-2 pada kanker kolorektal manusia, dimana terjadi peningkatan mPGES-1 pula. GES GES identik dengan p23, suatu co-chaperone pada heat shock protein 90 (HSP90). Aktivitas GES tergantung pada GSH. Aktivitas tertinggi dicapai pada saat GES digabungkan dengan kasein kinase II dan HSP90 dengan komposisi 1:1:1. GES dapat mengkonversi PGH2 baik yang berasal dari COX-1 maupun COX-2 menjadi PGE2 dalam sel. Ekspresi GES tidak dipengaruhi oleh stimulasi proinflamasi, tapi dalam beberapa kasus mungkin terjadi pengecualian. Mekanisme Katalisis

PGH2

PGE2

Gambar 2 Reaksi isomerisasi PGH2 menjadi PGE2

Prostaglandin-E sintase bekerja mengkatalisis isomerisasi PGH2 [(5Z,13E) - (15S)-9α,11αEpidioxy-15-hydroxyprosta-5,13- dienoate] menjadi PGE2 [(5Z,13E)-(15S)-11alpha,15-Dihydroxy-9oxoprosta-5,13-dienoate] dengan memutuskan ikatan Oksigen9 (O9) dan Oksigen11 (O11) melalui reaksi oksidasi dan reduksi secara bersamaan, sesuai nomenkaltur enzim ini pada NC.IUBMB (EC.5.3 : enzim isomerase dengan sub kelas intramolekular oksidoreduktase). KIMIA ORGANIK BAHAN ALAM, KELOMPOK II (DUA)

Page 9

PROSTAGLANDIN Mekanisme katalisis enzim melibatkan residu Phe112, Cys113 dan Tyr107. pKa dari Cys110 diturunkan dengan ikatan hidrogren dari Phe112 dan Cys

113

. Cys 110 memprotonasi O11 dari PGH2,

menyebabkan O11 menjadi bermuatan positif. Residu Cys

110

yang terdeprotonasi menjadikannya secara

9

nukleofilik menyerang O dari PGH2. Reaksi ini menhasilkan pembentukkan ikatan kovalen O9 - S (gamma) antara PGH2 dan Cys 110 dan pemutusan ikatan O9-O11. Air terpolarisasi melalui ikatan hidrogen ke Tyr

107

. Molekul air kemudian berfungsi mengambil

9

atom hidrogen terikat pada C . Hal ini menyebabkan terlepasnya residu Cys110, ikatan kovalen O9 - S (gamma) putus dan terbentuklah gugus karbonil C9=O9.

2.4. Biosintesa Prostaglandin Asam arakidonat merupakan prekursor paling penting dan melimpah dari berbagai eikosanoid pada manusia dan membatasi kecepatan sintesis eikosanoid . Asam arakidonat dibentuk dari asam linoleat (suatu asam amino esensial) pada sebagian besar kasus melalui desaturasi dan pemanjangan dengan asam homo- - linoleat dan diikuti desaturasi selanjutnya. Sementara eikosanoid tidak disimpan dalam sel-sel, cadangan prekursor asam arakidonat ditemukan dalam membran lipiddarimana ia dilepaskan sebagai respons terhadap berbagai rangsangan melalui kerja dari fosfolipase. Asam arakidonat dapat diubah menjadi prostaglandin endoperoksida H2, yang merupakan prekursor terhadap prostaglandin, prostasiklin, dan tromboksan.

Untuk

sintesis

prostaglandin,

siklooksigenase

(juga

disebut

sintetase

endoperoksidase) mengubah asam arakidonat menjadi endoperoksidase yang tak stabil, PGG2, yang dengan cepat direduksi menjadi PGH2. Siklooksigenase didistribusikan secara luas di seluruh tubuh (kecuali untuk eritrosit dan limfosit) dan diinhibisi oleh aspirin, indometasin, dan obat-obatan anti-inflamasi non-steroid lainnya. Tergantung pada13 jaringan, PGH2 dapat diubah menjadi prostaglandin lain (contohnya, PGD2, PGE2,PGF2 [via PGE2]) dalam reaksi yang melibatkan sintetase prostaglandin; prostasiklin (contohnya, PGI2) dalam reaksi yang melibatkan sintetase prostasiklin, yang prevalen pada sel endotelial dan otot polos, fibroblas, dan makrofag; dan tromboksan (contohnya, trombosan A2 [TXA2]), yang lebih banyak dalam platelet dan makrofag. Metabolisme asam arakidonat ol eh 5-lipoksigenase menimbulkan produksi leukotrien, dan metabolisme oleh 12-lipoksigenase menghasilkan 12-HPETE (hidroksiperoksieikosatetraenoat) yang diubah menjadi HETE. Asam arakidonat dapat juga dioksigenasi

KIMIA ORGANIK BAHAN ALAM, KELOMPOK II (DUA)

Page 10

PROSTAGLANDIN oleh monoksigenase sitokrom P450 menjadi berbagai produk oksidasi omega dan epoksida dan turunan yang dapat memiliki aktivitas biologik.

Gambar 3. Lintasan utama sintesis kelas-kelas utama eikosanoid: prostaglandin, prostasiklin, tromboksan, dan leukotrien. (HETE, asam hidroksieikosatetraenoat; PGG2, prostaglandin G2; PGH2, prostaglandin H2)

Sejak tahun 1964 telah diketahui bahwa, dari segi biosintesis,prostaglandin alam berasal dari asam-asam lemak yang mengandung beberapa ikatan rangkap C-C. Persyaratan minimum untuk dapat menghasilkan prostalgalndin ialah bahwa asam lemak tersebut

paling sedikit

mengandung tiga ikatan rangkap dengan konfigurasi cis, yang diselang selingi oleh gugus metilen (-CH2-) disepanjang rantai karbon. Asam 8, 11, 14-eikosatrieonat, misalnya adalah precursor biologis dari PGE1 dan PGF1 , asam arakidonat adalah precursor dari PGE2 dan PGF2 , dan asam 5,8,11,15-eikosapentanoat

KIMIA ORGANIK BAHAN ALAM, KELOMPOK II (DUA)

Page 11

PROSTAGLANDIN adalah precursor dari PGE3 dan PGF3 . Adapun enzim yang berperan dalam biosintesa prostaglandin tersebar luas dalam berbagai jaringan tubuh dan disebut prostaglandin sintetase. Bukti bahwa prostaglandin berasal dari asam-asam lemak tak jenuh diperoleh dari hasil percobaan antara lain sebagai berikut. Bila asam-asam lemak tersebut diinkubasi dengan homogenate dari suatu jaringan tertentu , misalnya homogenate jaringan paru-paru dihasilkan prostaglandin yang sebanding. Adapun mekanisme biosintesa dari prostaglandin mengikuti reaksi-reaksi pokok seperti pada gambar dibawah, dengan mengambil PGE1 dan PGF1α.

CO2H

O

CO2H

H

O2

O2

O

O

Asam 8,11,14-eikosatrieonat

O

O

CO2H

CO2H O

red.

O

O O

OH

OH

PGH 1

PG-endoperoksida (PGG 1)

O

HO CO2H

HO OH

PGE1

CO2H

HO OH

PGF1

Gambar. Reaksi-reaksi pokok biosintesa PGE1 dan PGF1α. Dari reaksi biosintesa diatas terlihat bahwa molekul oksigen diperlukan untuk berlangsungnya reaksi tersebut. Mekanisme ini juga didukung oleh hasil-hasil percobaan menggunakan asam 11,14-eikosadienoat yang hanya mengandung dua ikatan rangkap.. inkubasi dari asam lemak ini menghasilkan asam 11-hidroksi-12-trans-14-cis-eikosadienoat, dimana terjadinya hidroksilasi pada atom karbon C-11 selaras dengan sintesa prostaglandin, berikut mekanisme reaksinya :

KIMIA ORGANIK BAHAN ALAM, KELOMPOK II (DUA)

Page 12

PROSTAGLANDIN CO 2H CO 2H H

O2 HO

O

O

Asam 11,14-eikosadienoat O

red.

CO 2H

HO

11-hidroksi-12, 14-eikosadienoat

Mekanisme dari reaksi pembentukan PGE2 dari asam arakidonat adalah sama dengan reaksi pembentukan PGE1 seperti diuraikan pada gambar diatas, melalui pembentukan senyawasenyawa antara PGG2 dan PGH2 dengan struktur molekul yang sebanding. Struktur dan lmu Kimia Prostaglandin Struktur dari senyawa-senyawa prostaglandin ditetapkan oleh Bergstorm di Swedia menggunakan cara-cara kimia dan kristalografi sinar X. Penetapan struktur prostaglandin dilakukan pertama-tama oleh dehidrasi PGE1 menjadi PGA1 dengan adanya asam. Kemudian isomerisasi PGA1 jadi PGB1 dengan adanya basa. Kedua senyawa PGB1 ini selanjutnya digunakan untuk menetapkan kerangka karbon prostaglandin dengan reaksi penguraian ozonolisa. Reaksi penguraian ini didahului oleh esterifikasi dari senyawa-senyawa PGB1 dengan diazometan. Dan asetilisasi gugus hidroksi dari ester metil yang diperoleh dengan anhidrida setat menjadi ester asetat –OCOCH3. Selanjutnya penetapan struktur dari asam-asam karboksilat yang dihasilkan oleh ozonolisa memberi petunjuk mengeni kerangka karbon dari prostaglandin. Seperti terlihat dari struktur molekulnya, prostaglandin mengandung beberapa atom asimetri. PGE1 misalnya mengandung empat atom karbon asimetri, yakni karbon C-8, C-11, C12 dan C-15. Sedangkan PGE1α mempunyai lima atom karbon asimetri, yakni C-8, C-9, C-1, C-1 dan C-15. Adapun konfigurasi dari atom-atom C-8, C-11 dan C-12 pada cincin siklopentanon dari PGE1 adalah trans-trans, yng meruakan konfigurasi yang stabil. Perlu dicatat bahwa dalam tatanama prostaglandin sustituen-substituen dinyatakan dalam α dan β. Analog dengan tataama steroid. Sehubungan dengan itu, sustituen α mempunyai orientasi sepihak dengan cincin siklopentan seperti rantai samping karboksi C-1, C-8. Sedangkan KIMIA ORGANIK BAHAN ALAM, KELOMPOK II (DUA)

Page 13

PROSTAGLANDIN substituen β berada di sebelah atas dari cincin siklopentan dan pada pihak yang sama dengan rantai samping C-13-C-20. Selanjutnya, gugus hidroksi pada atom karbon C-15 mempunyai orientasi α (15α-hidroksi). Dalam suasana asam lemah, misalnya asam asetat, PGE dapat diubah menjadi PGA. Sedangkan, dalam suasana basa PGE atau PGA diubah menjadi PGB. Selanjutnya, bila prostaglandin diperlakukan dengan asam kuat, msalnya asam format terjadi epimerisasi dari atom karbon C-15 yang asimetri, menghasilkan campuran epimer dari 15α – dan 15β-hidroksi. Senyawa-senyawa PGA juga dpaat diubah menjadi prostaglandin PGE dan PGF via senyawa antara keto-epoksida.

2.5. Mekanisme Kerja Mekanisme kerja berhubungan dengan sisem biosintesis PG mulai dilaporkan pada tahun 1971 oleh Vane dkk yang memperlihatkan secara in vitro bahwa dosis rendah aspirin dan indometasin menghambat produksi enzimatik PG. Penelitian lanjutan telah membuktikan bahwa produksi PG akan meningkat apabila sel mengalami kerusakan. AINS bekerja menghambat enzim siklooksigenase sehingga konvensi asam arakidonat menjadi PGG 2 terganggu. Walaupun in vitro obat AINS diketahui menghambat berbagai reaksi biokimiawi lainnya, hubungannya dengan efek analgesik, antipiretik dan anti-inflamasinya belum jelas, selain itu obat AINS secara umum tidak menghambat biosintesis leukotrien, malah pada beberapa orang sintesis meningkat dan dikaitkan dengan reaksi hipersensivitas yang bukan berdasarkan pembentukan antibodi. Mekanisme kerja dapat dilihat pada gambar dibawah :

KIMIA ORGANIK BAHAN ALAM, KELOMPOK II (DUA)

Page 14

PROSTAGLANDIN

Golongan obat ini menghambat enzim siklooksigenase sehingga konversi asam arakidonat menjadi PGG2 terganggu. Setiap obat menghambat siklooksigenase dengan kekuatan dan selektivitas yang berbeda. Enzim siklooksigenase terdapat dalam 2 isoform disebut COX-1 dan COX-2. Kedua isoform tersebut dikode oleh gen yang berbeda dengan presinya bersifat unik. Secara garis besar COX-1 esensial dalam pemeliharaan berbagai fungsi dalam kondisi normal di berbagai jaringan khususnya ginjal, saluran cerna dan trombosit. Di mukosa lambung, aktivasi COX-1 menghasilkan prostasiklin yang bersifat sitroprotektif. Siklooksigenase-2 semula diduga KIMIA ORGANIK BAHAN ALAM, KELOMPOK II (DUA)

Page 15

PROSTAGLANDIN diinduksi berbagai stimulus inflamatoar, termasuk sitokin, endotoksin dan faktor pertumbuhan (Growth factors). Ternyata sekarang COX-2 di endotel makrovaskular melawan efek tersebut dan menyebabkan penghambatan agregasi tromnosit, vasodilatasi dan efek anti-proliferatif. Enzim siklooksigenase: 1. COX 1: pemeliharaan berbagai fungsi fisiologis jaringan; khususnya pada ginjal, saluran cerna, dan trombosit dan menghasilkan tromboksan A2 yang dapat menyebabkan vasokonstriksi, agregasi trombosit, dan proliferasi otot polos. 2. COX 2: stimulus inflamatoar, faktor pertumbuhan, dan proses perbaikan jaringan dan menghasilkan PGI2 (prostasiklin) yang kerjanya berlawanan dengan COX 1 Aspirin 166 kali lebih kuat menghambat COX-1 daripada COX-2 dikembangkan dalam mencari penghambat COX untuk pengobatan inflamasi dan nyeri yang kurang menyebabkan toksisitas saluran cerna dan pendarahan. Anti-inflamasi nonsteroid yang tidak selektif dinamakan AINS tradisional (AINS). Khusus parasetamol, hambatan biosintesis PG hanya terjadi bila lingkungannya rendah kadar peroksid yaitu di hipotamalus. Lokasi inflamasi biasanya mengandung banyak peroksid yang dihasilkan oleh leukosit. Ini menjelaskan mengapa efek anti-inflamasi parasetamol praktis tidak ada. Parasetamol diduga menghambat isoenzim COX-3, suatu variant dari COX-1. COX-3 ini hanya ada di otak. Aspirin sendiri menghambat dengan mengasetilasi gugus aktif serin 530 dari COX-1. Trombosit sangat rentan terhadap penghambatan enzim karena trombosit tidak mampu mensintesis enzim baru. Dosis tunggal aspirin 40 mg sehari cukup untuk menghambat siklooksigenase trombosit selama masa hidup trombosit, yaitu 8-11 hari. Ini berarti bahwa pembentukan trombosit kira-kira 10% sehari. Untuk fungsi pembekuan darah 20% aktivitas siklooksigenase mencukupi sehingga pembekuan darah tetap dapat berlangsung. INFLAMASI. Fenomena inflamasi pada tingkat bioselular semakin jelas. Respon inflamasi terjadi dalam 3 fase dan diperantarai mekanisme yang berbeda: 1) fase akut, dengan cirri vasolidatasi local dan peningkatan permeabilitas kapiler; (2) reaksi lambat, tahap subakut dengan cirri infiltrasi sel leukosit dan fagosit ; dan (3) fase proliferatif, kronik, saat degenerasi dan fibrosis terjadi.

KIMIA ORGANIK BAHAN ALAM, KELOMPOK II (DUA)

Page 16

PROSTAGLANDIN Kalau pada masa lalu dalam proses inflamasi ditekankan promosi migrasi sel, akhir-akhir ini focus tertuju pada interaksi mediator-mediatoradesif antara leukosit dan trombosit, termasuk selektin-L, -E, -P, ICAM-1 (intercellular adhesive molecule-1), VCAM-1 (vascular cell adhesion molecule-1), dan leukosit integirin dalam proses adhesi lekosit dan trombosit dengan endothelium di area inflamasi. Sel endotel teraktivasi merupakan kunci tertariknya sel dari sirkulasi ke tempat inflamasi . adesi sel terjadi karena peningkatan ekspresi sel yang telah teraktivasi oleh molekul adesi, mengenali glokoprotein dan karbohidrat permukaan sel di sirkulasi. Ada dugaan bahwa beberapa t-AINS mengganggu adesi dengan menghambat ekspresi atau aktivitas molekul adesi tertentu. Femomena inflamasi ini meliputi kerusakan mikrovaskular, meinngkatnya permeabilitas kapiler dan migrasi leukosit ke jaringan radang. Gejala proses inflamasi yang sudah dikenal yaitu kalor, tumor, dolor dan functiolaesa. Selama berlangsungnya fenomena inflamasi banyak mediator kimiawi yang dilepaskan secara local antara lain histamine, 5-hidroksitriptamin (5HT), faktor keotaktik, bradikinin, leukotrien dan PG, penelitian terakhir menunjukkan autokoid lipid PAF (plateletactivating-factor) juga merupakan mediator inflamasi. Dengan migrasi sel fagosit ke daerah ini, terjadi lisis membrane lisozim dan lepasnya enzim pemecah. Obat mirip aspirin dapat dikatakan tidak berefek terhadap mediator-mediator kimiawi tersebut kecuali PG. Secara in vitro terbukti bahwa proses prostaglandin E2 (PGE2) dan prostasiklin (PGI2) dalam jumlah nanogram, menimbulkan eritema, vasodiatasi dan peningkatan aliran darah local. Histamine dan bradikinin dapat meningkatkan permeabilitas vascular, tetapi efek vasodilatasinya tidak besar. Dengan penambahan sedikit PG, efek eksudasi histamine plasma dan brakidinin menjadi lebih jelas. Migrasi leukosit ke jaringan radang merupakan aspek penting dalam proses inflamasi. PG sendiri tidak bersifat kemotaktik, tetapi produk lain dari asam arakidonat yakni leukotrien B4

merupakan zat kemotaktik yang sangat poten. Obat mirip-aspirin tidak

menghambat sistem lipoksigenase yang menghasilkan leukotrien sehingga golongan obat ini tidak menekan migrasi sel. Walaupun demikian pada dosis tinggi terlihat juga penghambatan migrasi sel tanpa mempengaruhi enzim lipoksigenase. Obat yang menghambat biosintesis PG maupun leukotrien diharapkan akan lebih poten meneka proses inflamasi. NYERI. PG hanya berperan pada nyeri yang berkaitan dengan kerusakan jaringan atau inflamasi. Penelitian telah membuktikan bahwa PG menyebabkan sensitisasi reseptor nyeri terhadap stimulasi mekanik dan kimiawi. Jadi PG menumbulkan keadaan hiperalgesia, kemudian KIMIA ORGANIK BAHAN ALAM, KELOMPOK II (DUA)

Page 17

PROSTAGLANDIN mediator kimiawi seperti brakidinin dan histamine merangsangnya dan menimbulkan nyeri yang nyata. Obat mirip-aspirin tidak mempengaruhi hiperalgesiaatau nyeri yang ditimbulkan oleh efeklangsung PG. ini menunjukkan bahwa sintesis PGdihambat oleh golongan obat ini, dan bukannya blockade langsung pada reseptor PG. DEMAM. Suhu badan diatur oleh keseimbangan antara produksi dan hilangnya panas. Alat pengatur suhu tubuh berada di hipotalamus. Pada keadaan demam keseimbangan ini terganggu tetapi dapat dikembalikan ke normal oleh obat mirip-aspirin. Ada bukti bahwa peningkatan suhu tubuh pada keadaan patologik diawali penglepasan suatu zat ektogen endogen atau sitokin misalnya interleukin-1 (IL-1) yang memacu penglepasan PG yang berlebihan di daerah preoptik hipotalamus. Selan itu PGE2 terbukti menimbulkan demam setelah diinfuskan ke ventrikel serebral atau disuntikkan ke daerah hipotalamus. Obat mirip-aspirin menekan efek zat pirogen endogen dengan menghambat sintesis PG. demam yang timbul akibat pemberian PG tidak dipengaruhi, demikian pula peningkatan suhu oleh sebab lain misalnya latihan fisik. Prostaglandin memainkan peran penting dalam asal-usul gangguan kekebalan tubuh, kesadaran bahwa telah mendorong penyelidikan inhibitor sintesis prostaglandin untuk digunakan dalam pengobatan hipersensitivitas (anafilaktik) reaksi, alergi, dan penyakit autoimun.

2.6.

Fungsi Prostaglandin

1. Prostaglandin adalah zat alami yang berasal dari asam lemak dan disintesis oleh sel dalam tubuh mamalia. Diproduksi di setiap sel tubuh kecuali sel darah merah, prostaglandin menanggapi rangsangan yang berbeda dalam tubuh untuk tanggapan efek pada hormon dan sel-sel secara langsung dalam jaringan di mana mereka berada. Mereka muncul dalam jumlah yang relatif menit dan dimetabolisme dengan cepat dalam darah; 2. Aktivasi respon inflamasi, produksi nyeri, dan demam. Bila jaringan rusak, banjir darah sel darah putih ke situs untuk mencoba meminimalkan kerusakan jaringan. Prostaglandin diproduksi sebagai hasilnya; 3. Gumpalan darah terbentuk ketika sebuah pembuluh darah rusak. Jenis yang disebut prostaglandin tromboksan merangsang penyempitan dan penggumpalan platelet. Sebaliknya, diikuti PGI2, dihasilkan memiliki efek sebaliknya pada dinding pembuluh darah di mana pembekuan tidak boleh membentuk; KIMIA ORGANIK BAHAN ALAM, KELOMPOK II (DUA)

Page 18

PROSTAGLANDIN 4. Prostaglandin tertentu terlibat dengan induksi persalinan dan proses reproduksi lainnya. PGE2 menyebabkan kontraksi rahim dan telah digunakan untuk menginduksi persalinan; 5. Prostaglandin terlibat dalam beberapa organ-organ lain seperti saluran pencernaan (menghambat sintesis asam dan meningkatkan sekresi lendir pelindung), meningkatkan aliran darah di ginjal, dan leukotriens mempromosikan penyempitan saluran pernapasan yang terkait dengan asma; 6.

Menyebabkan penyempitan atau pelebaran dalam pembuluh darah otot halus sel;

7. Menyebabkan agregasi atau disagregasi dari platelet; 8. Peka tulang belakang neuron terhadap nyeri; 9. Menurunkan tekanan intraokular; 10. Mengatur kalsium gerakan; 11. Kontrol hormon peraturan; 12. Kontrol pertumbuhan sel; 13. Bertindak pada pusat thermoregulatory dari hipotalamus untuk menghasilkan demam; 14. Bekerja pada mesangial sel dalam glomerulus dari ginjal untuk meningkatkan laju filtrasi glomerular. Prostaglandin sintetik digunakan : 

Untuk menginduksi persalinan (nifas) atau aborsi (PGE 2 atau PGF 2 , dengan atau tanpa mifepristone , antagonis progesteron);



Untuk mencegah penutupan ductus arteriosus paten pada bayi baru lahir dengan khususnya cacat jantung sianosis (PGE 1 );



Untuk mencegah dan mengobati tukak lambung (PGE);



Sebagai vasodilator di parah 's fenomena Raynaud atau iskemia dari anggota badan



Pada hipertensi paru;



Dalam pengobatan glaukoma (seperti dalam bimatoprost larutan tetes mata, analog prostamide sintetik dengan aktivitas hipotensi okular);



Untuk mengobati disfungsi ereksi atau dalam rehabilitasi setelah operasi penis (PGE1 sebagai alprostadil );



Sebagai bahan dalam bulu mata dan alis produk kecantikan pertumbuhan karena efek samping yang berhubungan dengan peningkatan pertumbuhan rambut.

KIMIA ORGANIK BAHAN ALAM, KELOMPOK II (DUA)

Page 19

PROSTAGLANDIN 2.7.

Efek Kelebihan Dan Kekurangan Hormone Prostaglandin

Penyelidikan dalam tahun-tahun terakhir menunjukkan bahwa peningkatan kadar prostaglandin penting peranannya sebagai penyebab terjadinya nyeri haid. Terjadinya spasme miometrium dipacu oleh zat dalam darah haid, mirip lemak alamiah yang kemudian diketahui sebagai prostaglandin, kadar zat ini meningkat pada keadaan nyeri haid dan ditemukan di dalam otot uterus (Dawood, 2006). Ditemukan kadar PGE2 dan PGF2α sangat tinggi dalam endometrium, miometrium dan darah haid wanita yang menderita nyeri haid primer (Pickles dkk, 1975). Prostaglandin menyebabkan peningkatan aktivitas uterus dan serabut-serabut saraf terminal rangsang nyeri. Kombinasi antara peningkatan kadar prostaglandin dan peningkatan kepekaan miometrium menimbulkan tekanan intra uterus sampai 400 mm Hg dan menyebabkan kontraksi miometrium yang hebat. Atas dasar itu disimpulkan bahwa prostaglandin yang dihasilkan uterus berperan dalam menimbulkan hiperaktivitas miometrium. Kontraksi miometrium yang disebabkan oleh prostaglandin akan mengurangi aliran darah, sehingga terjadi iskemia sel-sel miometrium yang mengakibatkan timbulnya nyeri spasmodik. Jika prostaglandin dilepaskan dalam jumlah berlebihan ke dalam peredaran darah, maka akan timbul efek sistemik seperti diare, mual, muntah (Harel, 2006). 1. Kelebihan : • Polip; • Rasa nyeri pada saat menstruasi. 2. Kekurangan : • Jika jumlah prostaglandin dalam air mani ini kurang dapat juga menjadi masalah infertilitas. • Kelainan-kelainan yang terdapat dalam rahim dapat mengganggu dalam hal implantasi, pertumbuhan intrauterine (dalam kandung rahim), nutrisi, serta oksigenisasi janin.

2.8. Senyawa Penghambat Prostagladin Penghambatan prostaglandin disebabkan oleh prostaglandin antagonis. Prostaglandin antagonis adalah hormon antagonis yang bertindak atas prostaglandin itu sendiri, Contohnya NSAID. NSAID (Nonsteroidal anti-inflammatory drugs) menghambat siklooksigenase dan mengurangi sintesis prostaglandin. Kortikosteroid menghambat fosfolipase A 2 produksi dengan meningkatkan produksi lipocortin, protein inhibitor. Obat relatif baru, yang dikenal sebagai inhibitor COX-2 selektif atau coxib, digunakan sebagai inhibitor spesifik COX-2.

KIMIA ORGANIK BAHAN ALAM, KELOMPOK II (DUA)

Page 20

PROSTAGLANDIN Analgetik NSAID mempunyai mekanisme kerja dengan menghambat biosintesis prostaglandin dengan cara memblok enzim siklo-oksigenase . Enzim siklooksigenase tersebut berperan sebagai katalisator dari reaksi asam sehingga konversi asam arakhidonat menjadi PGG2 menjadi terganggu. Selain itu hasil dari proses ini akan menghambat gastric prostaglandin E yaitu suatu hormone yang melindungi lambung dari asam, sehingga akan mengakibatkan perdarahan pada lambung sampai ke usus. Jika hal tersebut terjadi maka harus dilakukan tindakan pembedahan dengan segera. Analgetik bekerja mempengaruhi biosintesis prostaglandin. Senyawa-senyawa ini menghambat sistem siklooksigenase yang menyebabkan asam arakhidonat dan asam-asam C20 tak jenuh lain menjadi endoperoksida siklik. Endoperoksida siklik merupakan prazat dari prostaglandin serta prazat dari tromboksan A2 dan prostasiklin. Prostaglandin terlibat dalam terjadinya nyeri dan demam serta reaksi-reaksi radang, sehingga senyawa-senyawa yang menghambat pembentukan prostaglandin sekaligus bekerja menekan nyeri, menurunkan demam, dan menghambat terjadinya radang. Karena penghambatan spesifik dalam berbagai jaringan tidak memungkinkan, maka pada semua penghambat biosintesis prostaglandin

harus

diperhatikan juga efek-efek samping yang sama. Deskripsi Obat Analgesik 

Salicylates Contoh Obatnya : Aspirin, mempunyai kemampuan menghambat

biosintesis

prostaglandin. Kerja obat ini menghambat enzim siklooksigenase agar tidak menghasilkan prostaglandin, berarti bahwa obat ini bekerja sebagai inhibitor enzim siklooksigenase. 

p-Aminophenol Derivatives Contoh Obatnya : Acetaminophen (Tylenol). Obat ini menghambat prostaglandin

yang lemah pada jaringan perifer. Obat ini berguna untuk nyeri ringan sampai sedang seperti nyeri kepala,mialgia,nyeri pasca persalinan dan keadaan lain.efek samping kadang-kadang timbul peningkatan ringan enzim hati. Pada dosis besar dapat menimbulkan pusing,mudah terangsang, dan disorientasi.

KIMIA ORGANIK BAHAN ALAM, KELOMPOK II (DUA)

Page 21

PROSTAGLANDIN 

Indoles and Related Compounds Contoh Obatnya : Indomethacin (Indocin), obat ini lebih efektif

daripada aspirin,

merupakan obat penghambat prostaglandin terkuat. Efek samping menimbulkan efek terhadap saluran cerna seperti nyeri abdomen,diare, pendarahan saluran cerna,dan pankreatitis.serta

menimbulkan nyeri kepala, dan jarang terjadi kelainan hati.

Organisme Laut Penghambat Prostagladin Di dalam tubuh teripang terdapat berbagai komponen gizi yang berfungsi sebagai penyembuh penyakit. Kandungan FPA dan DHA pada teripang yang cukup tinggi, masingmasing 25,69% dan 3,69%, menyebabkan teripang mampu dengan cepat memperbaiki jaringan yang rusak dan menghalangi pembentukan prostaglandin penyebab radang tinggi. Teripang juga telah di manfaatkan cukup lama oleh berbagai kelas Sosial Masyarakat Dunia, bahkan masyarakat pesisir pantai dan pulau-pulau sudah lama mengkonsumsinya sebagai bahan makanan. Teripang banyak memiliki kandungan yang berkhasiat sebagai Makanan kesehatan (food suplemen). Lemak yang terkandung dalam teripang adalah asam lemak tak jenuh ω-3 (omega 3) yang penting untuk kesehatan jantung, asam lemak tak jenush jenis ω-3, terutama DHA (Decosahexaenoic Acid) dan EPA (Eicosapentanoic Acid) merupakan asam lemak rantai panjang yang banyak ditemukan pada biota laut, termasuk teripang. DHA dan EPA berfungsi untuk kecerdasan, karena bermanfaat untuk pertumbuhan otak dan berhubungan dengan pertumbuhan simpul-simpul saraf, serta melancarkan sirkulasi darah sebagaimana diketahuai, sekitar 60% otak manusia terdiri dari lemak, terutama asam lemak seperti DHA. Pada masa pertumbuhan DHA dan EPA diperlukan dalam jumlah besar untuk perkembangan sel-sel otak. Asam lemak ω-3 di perlukan sebagai unsur penyusun dinding sel neuron. Selain itu, DHA juga di perlukan untuk perkembangan indra penglihatan. DHA di perlukan sebagai unsur pertumbuhan cawan untuk rhodopsin, senyawa vital penyinderaan dan pengiriman balik sinyal yang diterima mata ke otak. Efek lain dari konsumsi asam lemak ω-‐3, EPA and DHA, adalah sifat inflammatory dan yang menghambat produksi mediator seperti prostaglandin E2 dan leukotrine B4 dari leukosit dan aktivasi makrofage.Karena sifat ini, n--‐3 LC PUFA dapat membantu mencegah atau mereduksi gejala rheumatoid arthritis dan Crohn's disease (Jacobsen, 2004). KIMIA ORGANIK BAHAN ALAM, KELOMPOK II (DUA)

Page 22

PROSTAGLANDIN BAB III SIMPULAN

KIMIA ORGANIK BAHAN ALAM, KELOMPOK II (DUA)

Page 23

PROSTAGLANDIN DAFTAR PUSTAKA Departemen Farmakologi dan Terapeutik Fakultas Kedokteran Universitas Indonesia. 2009. Farmakologi dan Terapi Edisi 5. Jakarta: Balai Penerbitan FKUI. Chandra Mohan, Antibiotics – A Brief Overview, EMD Bioscience, San Diego, 2008. Chandra Mohan, Antibiotics and Antibiotic Resistance, EMD Bioscience, San Diego, 2009. Neal, Michael.J.2006. “At a Glance Farmakologi Medis”. Erlangga: Jakarta Neal M. J., 2006, At a Glance Farmakologi Medis Edisi Kelima, Jakarta: Erlangga Pratiwi, Sylvia T. 2008. “Mikrobiologi Farmasi”. Erlangga : Jakarta Sylvia T. Pratiwi, Mikrobiologi Farmasi, Erlangga, 2008. Tjay Tan Hoan. 2007. “Obat-obat Penting”. PT.Gramedia: Jakarta Dawood, M. 2006. Primary Dysmenorrhea Advances in Pathogenesis and Management. Journal Obstetric and Gynaecology Vol. 108, No. 2, August. Published by Lippincott Williams & Wilkins. ISSN: 00297844/06 Harel, Zeev MD. 2006 . Dysmenorrhea in Adolescents and Young Adults: Etiology and Management .J Pediatr Adolesc Gynecol 19:363-371 Jacobsen, C. 2004. Developing polyunsaturated fatty acids as functional ingredients. In: Functional foods, cardiovascular disease and diabetes. Edited by: A. Arnoldi. 2004. CRC Press. Boca Raton. Pp. 308 – 322. Muntholib. 2001. Penghambatan biosintesis prostaglandin oleh asam asetil salisilat.Malang: Universitas Negeri Malang. Pickles, VR., Hall, WJ., Best, FA . 1975. Prostaglandin in endometrium and menstrual fluid from normal and dysmenorrhoea subjects. J Obstet Gynecol Br Comm; 72: 185. Kudo, I.; Murakami,M., (2005) Prostaglandin E Synthase, a Terminal Enzyme for Prostaglandin E2 Biosynthesis, Journal of Biochemistry and Molecular Biology, Vol. 38, No.6, pp. 633-638 Thoren, S. et.al. (2003) Human Microsomal Prostaglandin E Synthase-1, The Journal of Biological Chemistry, Vol. 278, No.25, pp. 22199-22209. KIMIA ORGANIK BAHAN ALAM, KELOMPOK II (DUA)

Page 24

PROSTAGLANDIN Jakobsson, P-J., et.al. (1999) Identification of Human Prostaglandin E Synthase: A microsomal glutathione-dependent, inducible enzyme, constituting a potential novel drug target, Proc.Natl.Acad.Sci.USA, Vol. 96, pp. 7220-7225. Wanatabe,K, et.al. (1997) Two types of microsomal prostaglandin E synthase: glutathione-dependent and–independent prostaglandin E synthases, Biochem. Biophys. Res. Commun., Vol.235, abstract.

KIMIA ORGANIK BAHAN ALAM, KELOMPOK II (DUA)

Page 25