4

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Asap Sepeda Motor

Logam berat timbal (Pb) adalah salah satu bahan pencemar udara yang

berbahaya dan dapat menimbulkan masalah kesehatan manusia. Pb banyak

digunakan sebagai bahan pengemas, saluran air, alat-alat rumah tangga dan

terdapat pada asap kendaraan bermotor. Dalam bentuk oksida timbal digunakan

sebagai pigmen/zat warna dalam industri kosmetik dan glace serta indusri

keramik yang sebagian diantaranya digunakan dalam peralatan rumah tangga.

Dalam bentuk aerosol anorganik dapat masuk ke dalam tubuh melalui udara yang

dihirup atau makanan seperti sayuran dan buah-buahan. Pb tersebut dalam jangka

waktu panjang dapat terakumulasi dalam tubuh karena proses eliminasinya yang

lambat. Setiap liter bensin dalam angka oktan 87 dan 98 mengandung 0,70g

senyawa Pb Tetraetil dan 0,84g Tetrametil Pb. Setiap satu liter bensin yang

dibakar jika dikonversi akan mengemisikan 0,56g Pb yang dibuang ke udara

(Gusnita, 2012).

Logam Pb sebagai gas buang kendaraan bermotor dapat membahayakan

kesehatan yang berlangsung seumur hidup dan merusak lingkungan, karena logam

Pb yang terhirup oleh manusia setiap hari akan diserap, disimpan dan

berakumulasi dalam tubuh manusia. Dalam kasus paparan polusi timbal dalam

dosis rendah sekalipun ternyata dapat menimbulkan gangguan pada tubuh tanpa

menunjukkan gejala klinik (Muliyadi, dkk., 2015).

5

2.1.1 Bahaya Dan Dampak Asap Sepeda Motor Pada Kesehatan Manusia

Logam Pb yang terkandung dalam bensin ini sangatlah berbahaya, sebab

pembakaran bensin akan mengemisikan 0,09 gram timbal tiap 1 km. Dampak Pb terhadap

kesehatan adalah penurunan IQ, sakit perut, mual, muntah, konstipasi, anoreksia,

penurunan jumlah sperma dan meningkatkan jumlah sperma abnormal serta penurunan

Hb dan PCV dalam darah karena adanya gangguan hematopoesis yaitu Pb akan menekan

aktivitas suatu enzim di permulaan Amino Levulinic Acid Dehidrase (ALAD) dan

pertengahan (koproporfirinogen oksidase), serta pada akhir (ferokhelatase) biosintesis

heme sehingga akan mengakibatkan penurunan kadar Hb. Pb yang masuk ke dalam

sirkulasi darah kira-kira 90% menuju eritrosit. Pada eritrosit, Pb bersifat pro-oksidan

sehingga akan mengakibatkan stres oksidatif yang dapat menimbulkan kerusakan

membran eritrosit dan memperpendek umur eritrosit. Kerusakan membran dan pengaruh

umur akan menyebabkan jumlah dan volume eritrosit dalam darah mengalami penurunan.

Pb juga dapat menyebabkan defisiensi enzim glucose-6 phospate dehidrogenase (G-6PD)

yang dapat memperpendek umur dan pematangan eritrosit yang berakibat peningkatan

proses hematopoesis dan ditandai dengan peningkatan jumlah retikulosit dalam darah

tepi. Berbagai upaya perlu dilakukan untuk dapat menangani keracunan Pb, di antaranya

melalui bahan pengikat Pb. Bahan pengikat Pb tersebut berfungsi untuk mengikat Pb

membentuk ikatan kompleks yang bersifat polar (hidrofilik) dan dikeluarkan dari tubuh

melalui ginjal (Murray et al, 2006).

2.1.2 Efek Terjadinya Penurunan Hb dan PCV oleh Asap Sepeda Motor

Abnormalitas-abnormalitas yaitu : 1) adanya hambatan sintesis hemoglobin

dan 2) pemendekan masa hidup dari sirkulasi erythrocytes (jaringan sel darah

merah) yang dihasilkan dalam stimulasi erythropoiesis (pembentukan eritrosit).

Penyebab kekacauan Pb pada sintesis heme menyebabkan ekskresi tinggi yang

5

6

abnormal pada metabolisme dalam urine. Amino Levulinic Acid Dehidrase

(ALAD) dan corprophyrin III meningkat dalam keracunan Pb (Patrick, 2006).

Secara biokimiawi keracunan Pb dapat menyebabkan :

a. Peningkatan produksi ALAD

Pb akan menghambat enzim hemesintetase, yang mengakibatkan penurunan

produksi heme. Penurunan produksi heme ini akan meningkatkan aktivitas ALAD

sintetase, dan akhirnya produksi ALAD meningkat. Peningkatan produksi ALAD

ini dapat dilihat dari ekskresi ALAD di urine.

b. Peningkatan Protoporphirin

Perubahan protoporphirin IX menjadi heme, akan terhambat dengan adanya

timah hitam. Hal ini akan menyebabkan terjadinya akumulasi dari protoporphirin

IX yang dapat diketahui pada plasma dan feces.

c. Peningkatan koproporphirin

Akumulasi dari protoporphirin akan meningkatkan akumulasi dari

koproporphirin III. Hal ini diketahui dengan didapatkannya koproporphirin III

pada urine dan feces (Patrick, 2006).

2.2 Sel Darah Merah

2.2.1 Hemoglobin (Hb)

Hemoglobin adalah parameter yang digunakan secara luas untuk

menetapkan prevalensi anemia. Hb merupakan senyawa pembawa oksigen pada

sel darah merah. Hb dapat diukur secara kimia dalam jumlah Hb/100 ml gram

darah dapat digunakan sebagai indeks kapasitas pembawa oksigen pada darah.

Kandungan Hb yang rendah dengan demikian mengindikasi anemia. Nilai normal

yang paling sering dinyatakan adalah 14-18 gram/100 ml untuk laki-laki dan 12-

15

7

16 gram/ 100 ml untuk wanita (gram/100 ml sering disingkat dengan gr % atau

gr/dl) (Piovan, 2014).

2.2.2 Sintesis Haemoglobin dan Terjadinya Hematotoksisitas

Sel-sel darah merah merupakan suatu bentuk kompleks ikatan yang dibentuk

oleh logam Fe (besi) dengan gugus heme dan globin sintesa dari kompleks

tersebut melibatkan 2 enzim, yaitu enzim ALAD dan enzim ferrokhelatase. Enzim

ALAD akan dihambat apabila konsentrasi Pb yang terakumulasi dalam darah

tinggi. Enzim ini akan bereaksi secara aktif pada tahap awal sintesa dan selama

sirkulasi sel darah merah berlangsung. Efek hematotoksisitas Pb adalah

menghambat sebagian besar enzim yang berperan dalam biosintesa heme. Namun

efek yang paling berperan adalah hambatan pada reaksi enzimatik terakhir dalam

sintetis heme, dimana ferrochelatase mengkatalisis penggabungan besi ferro ke

dalam cincin heme. Inhibisi pada ferrochelatase mengakibatkan akumulasi free

erythrocyte protoporphyrin (FEP) atau zinc protoporphyrin (ZPP) dan

coproporphyrin dalam urine.

Selain melalui inhibisi pada sintesis heme, anemia yang terjadi pada

keracunan Pb juga disebabkan adanya destruksi eritrosit atau dikenal dengan

anemia hemolitik. Anemia hemolitik yang terjadi karena keracunan Pb disebabkan

oleh singkatnya masa hidup eritrosit. Patogenesis terjadinya hemolisis pada

keracunan Pb diperkirakan berhubungan dengan inhibisi pada pyrimidine-5'

nucleotidase. Defisiensi enzim ini secara herediter ditandai dengan basophilic

stippling pada eritosit, hemolisis kronik, dan akumulasi nukleotida pirimidin di

intraeritrosit. Nukleotida pirimidin ini berkompetensi dengan nukleotida adenin

pada sisi aktif kinase pada glycolitic pathway yang mengubah stabilitas membrane

8

sel darah merah. Defisiensi enzim yang disebabkan oleh Pb dan penemuan klinis

yang ditemukan sama dengan kelainan herediter karena defisiensi enzim

pyrimidine-5' nucleotidase, oleh karenanya keracunan Pb yang berat dihubungkan

dengan penyakit herediter ini (Patrick, 2006).

(Sumber : Patrick, 2006)

Gambar 2.1

Efek Logam Pb Terhadap Sintesis Hemoglobin

Reaksi enzimatik tidak terjadi oleh karena Pb yang menghambat enzim ALAD sehingga

ferrochelatase tidak dapat mengkatalisis penggabungan besi ferro ke dalam cincin heme.

Inhibisi pada ferrochelatase mengakibatkan akumulasi free erythrocyte protoporphyrin

(FEP) atau zinc protoporphyrin (ZPP) dan coproporphyrin dan mengakibatkan

penghambatan sintesis hemoglobin.

2.2.3 Penghancuran Hemoglobin

Ketika sel darah merah dihantarkan dari sumsum tulang masuk ke dalam

sistem sirkulasi, sel tersebut normalnya akan bersirkulasi rata-rata selama 120 hari

sebelum dihancurkan. Walaupun sel darah merah yang matang tidak mempunyai

inti, mitokondria atau reticulum endoplasma, sel tersebut mempunyai enzim-

enzim sitoplasma yang mampu melakukan metabolism glukosa dan membentuk

9

sejumlah kecil Adenosine Triphosphate (ATP). Enzim tersebut juga mampu

mempertahankan kelenturan membrane sel, mempertahankan transport ion

melalui membran, menjaga besi hemoglobin sel agar tetap dalam bentuk fero,

bukan dalam bentuk feri, serta mencegah oksidasi protein di dalam sel darah

merah. Begitu membran sel darah merah menjadi rapuh, sel tersebut bisa robek

sewaktu melewati tempat-tempat yang sempit di sirkulasi. Hemoglobin yang

dilepaskan dari sel sewaktu sel darah merah pecah, akan segera difagosit oleh sel-

sel makrofag di banyak bagian tubuh, namun terutama oleh sel-sel Kupffer hati,

makrofag limpa dan makrofag sumsum tulang. Selama beberapa jam atau

beberapa hari sesudahnya, makrofag akan melepaskan besi yang didapat dari

hemoglobin dan menghantarkannya kembali ke dalam darah dan diangkut oleh

transferin ke sumsum tulang untuk membentuk sel darah merah baru atau ke hati

dan jaringan lainnya untuk disimpan dalam bentuk ferritin (Guyton, 2014).

2.2.4 Packed Cell Volume (PCV)

Adalah volume eritrosit yang dipisahkan dari plasma dengan cara

memutarnya didalam tabung khusus yang nilainya dinyatakan dalam persen (%).

Persentase massa sel darah merah pada volume darah yang asli merupakan PCV.

PCV bergantung sebagian besar pada jumlah sel darah merah. PCV biasanya

hampir 3 kali nilai hemoglobin. Nilai normal adalah 40% - 54% untuk laki-laki

dan 37% - 47% untuk wanita. Kesalahan rata-rata pada prosedur PCV kira-kira

1% - 2% (Gnyba, 2011).

17

10

2.3 Tanaman Teh Hijau (Camellia sinensis)

2.3.1 Taksonomi

Sistematika tanaman teh hijau terdiri dari: Kingdom Plantae, divisio

Spermatophyta, sub divisio Angiospermae, class Dicotyledoneae, ordo

Guttiferales, famili Tehaceae, genus Camellia, spesies Camellia sinensis, varietas

Sinensis dan Asamika (Namita, 2012).

2.3.2 Morfologi

Tanaman teh berupa pohon, karena pemangkasan kerapkali seperti perdu,

tinggi 5-10 meter. Daun muda berambut halus, tersebar, tunggal, helaian daun

elliptis memanjang dengan ujung runcing, tepinya bergerigi, duduk daun secara

berselang-seling, tunas tumbuh dari ketiak daun tua. Besarnya daun berkisar

antara 2,5 cm – 25 cm, tergantung pada varietasnya. Daun tua bertekstur seperti

kulit, permukaan atasnya berkilap, dan berwarna hijau kelam (Piovan, 2014).

(Sumber: Namita, 2012)

Gambar 2.2

Tanaman Daun Teh Hijau

11

2.3.3 Jenis Teh

Berdasarkan proses fermentasinya, teh dapat dibedakan menjadi beberapa

macam, yaitu teh hitam, teh merah, teh hijau, dan teh putih. Teh yang benar-benar

baik, umumnya berasal dari pucuk daun atau daun teh muda yang belum mekar.

Teh hitam dihasilkan melalui proses fermentasi sempurna, teh merah melalui

proses semi fermentasi, sedangkan teh hijau diperoleh tanpa proses fermentasi,

demikian juga dengan teh putih. Teh hijau diproses dengan cara khusus. Setelah

dipetik, daun teh akan mengalami pengasapan. Proses ini akan mengeringkan

daun teh, namun tidak sampai mengubah warna daun. Kondisi inilah yang

menyebabkan air seduhan daun teh tetap terlihat berwarna hijau muda. Proses ini

kemudian terbukti dapat mempertahankan berbagai kandungan nutrisi, antara lain

zat antioksidan polyphenols pada daun teh, yang lebih besar dibandingkan teh

hitam maupun teh merah (Marie et al, 2005).

2.3.4 Kandungan Kimia Tanaman Teh

Teh mengandung komponen volatile sebanyak 404 macam dalam teh hitam

dan sekitar 230 macam dalam teh hijau. Komponen volatile tersebut berperan

dalam memberikan cita rasa yang khas pada teh. Komponen aktif yang

terkandung dalam teh, baik yang volatile maupun yang nonvolatile yaitu:

Polyphenols, Methylxanthines, Asam amino, Peptida, Komponen organik lain,

Tannic acids, Vitamin C, Vitamin E, Vitamin K, ß-carotene, Kalium, Magnesium,

Mangan, Fluor, Zinc, Selenium, Copper, Iron, Kalsium, Caffein (Pambudi, 2009).

2.3.5 Manfaat Teh Hijau

Teh hijau banyak disarankan untuk dikonsumsi karena manfaatnya berlipat.

Pengobatan tradisional China menganjurkan minum teh hijau untuk mencegah

12

berbagai penyakit atau tubuh terhindar dari permasalahan (Brannon, 2007). Hal

itu diperkuat dengan adanya penelitian terbaru pada manusia yang menyatakan

bahwa teh hijau mungkin ikut menyumbang pencegahan dan mengurangi risiko

penyakit kardiovaskular dan bentuk-bentuk kanker, kesehatan oral, dan fungsi

psikologis seperti hipertensi, berat badan, antibakteri, dan lainlain (Cabrera et al,

2006). Sebuah penelitian yang dilakukan di Universitas Tohoku Jepang pada

tahun 2006 dan dicantumkan di Journal of the American Medical Association

menyimpulkan bahwa teh hijau dapat mengurangi angka kematian akibat penyakit

kardiovaskular. Beberapa manfaat teh hijau adalah sebagai berikut: sebagai

antikanker, antimikroba dan antibakteri, menurunkan kolesterol dalam darah

sehingga terhindar dari aterosklerosis, meningkatkan kekebalan tubuh (Murase

dkk, 2009 dan Triarsari, 2010). Selain itu, teh hijau juga berfungsi sebagai

antidiabetes, mencegah pengembangan bakteri Helicobacter pylori penyebab

gastritis, mendukung pertumbuhan mikroflora di usus dan mengatasi diare,

melindungi fungsi ginjal dengan menekan efek peracunan uremik, mencegah gigi

berlubang dan penyakit gusi, menghilangkan bau mulut (deodorisasi) atau nafas

tak sedap, mencegah osteoporosis, mencegah oksidasi, memperlambat proses

terjadinya katarak, mempunyai sifat “chemoprevention” (mencegah kerusakan sel

melalui proses kimiawi), menghambat kerusakan paru-paru akibat tembakau,

memberi perlindungan terhadap pankreatitis akut, menjaga esofagus tetap sehat,

melindungi lapisan lambung, melindungi daya ingat, melindungi kulit dari

serangan radikal bebas dan kerusakan akibat sinar ultraviolet. Teh hijau berperan

dalam kecantikan (menghambat proses penuaan, langsing dengan minum teh

13

hijau, sebagai deodoran dan antialergi, serta sebagai bahan campuran kosmetik).

(Brannon, 2007)

2.3.6 Kandungan Kimia Teh Hijau

Beberapa zat yang terkandung di dalam teh hijau, yaitu:

1. Fluoride

Fluoride tergolong sebagai mineral yang dapat mencegah pertumbuhan karies

pada gigi, mencegah radang gusi, dan gigi berlubang.

2. Mangan

Kandungan mangan dapat membantu penguraian gula menjadi energi, sehingga

membantu menjaga kestabilan kadar gula dalam darah.

3. Caffein

Kadar caffein yang terkandung dalam teh hijau berbeda dengan caffein yang

terkandung dalam kopi. Pada teh hijau hanya terkandung caffein sebanyak 3%-

5%. Caffein berpengaruh positif pada aktivitas mental dan dapat memperbaiki

proses pencernaan makanan dalam lambung (Subhashini, 2010).

4. Vitamin C

Vitamin C dapat berperan meningkatkan absorbsi zat besi non heme menjadi

empat kali lipat. Vitamin C dan zat besi membentuk senyawa askorbat besi

kompleks yang mudah larut dan mudah diabsorbsi. Penelitian terdahulu juga

mengindikasikan bahwa ada hubungan yang bermakna antara peningkatan kadar

Hb dengan konsumsi vitamin C (Argana, dkk., 2004).

5. Tanin

Tanin dinamakan juga asam tanat dan asam galotanat, ada yang tidak berwarna

tetapi ada juga yang berwarna kuning atau coklat. Tanin mempunyai sifat sebagai

14

agen pengikat logam karena adanya pengaruh fenolik. Proses pengikatan logam

dapat terjadi karena adanya kesesuaian pola subtitusi dan pH senyawa fenolik

tersebut, dan dengan demikian tanin akan terhidrolisis. Ikatan dari senyawa tanin

akan membuat logam dapat stabil dan aman di dalam tubuh (Doss et al, 2009).

Tabel 2.1. Komposisi Senyawa Teh Hijau dan Teh Hitam

(Subhashini, 2010)

2.4 Sistem Hematologi Tikus Putih

Tikus wistar adalah salah satu hewan coba yang paling banyak digunakan

sebagai model penelitian biomedik karena memiliki sistem faal yang mirip dengan

manusia. Darah merupakan komponen penting dalam penilaian kondisi fisiologis

tubuh. Profil darah dapat dibedakan menjadi 2 yaitu profil hematologi atau profil

hitung lengkap (complete blood count, CBC) dan profil kimia darah (blood

clinical chemistry). Profil hematologi mengevaluasi komponen selular, sedangkan

profil kimia darah mengevaluasi komponen dalam cairan darah. Eritrosit berkaitan

dengan fungsi penyediaan oksigen untuk kebutuhan energi dalam rangka

Senyawa Teh Hijau (%) Teh Hitam (%)

Catechins 30-42 24-29

Flavonols 5-10 3-6

Other Flavonoids 2-4 1-2

Theogallin 2-3 1-2

Other Despsides 1 1

Ascorbic Acid 1-2 1-2

Gallic Acid 0.5 0.3

Quinic Acid 2 1

Other Organic Acid 4-5 1-2

Theanine 4-6 1-2

Other Amino Acid 4-6 1-3

Methylxanthine 7-9 5-6

Carbohydrates 10-15 7-11

Minerals 6-8 6-7

Volatiles 0.02 0.04

15

metabolisme. Selain itu eritrosit juga berkaitan dengan aktivitas dan stres. Tikus

yang dipuasakan selama 17-20 jam akan mengalami peningkatan jumlah eritrosit,

hemoglobin dan hematokrit, sebaliknya terjadi penurunan jumlah leukosit. Massa

tubuh hewan jantan yang lebih tinggi dibandingkan betina merupakan ekspresi

androgen (testosterone) yang berperan dalam mengendalikan pertumbuhan,

dimulai pada masa pubertas dengan target kulit, otot, tulang, serta metabolisme air

dan garam. Testosterone juga memiliki efek stimulasi terhadap eritropoiesis yang

berkolerasi dengan umur, yaitu melalui peningkatan kadar eritropoietin dan

bekerja langsung pada sumsum tulang (Coviello et al., 2008). Kisaran nilai

hematologi normal bervariasi pada individu jantan dan betina, serta perbedaan

umur. Pada umumnya eritrosit, hemoglobin dan hematokrit lebih tinggi pada

hewan jantan dibandingkan betina. Jumlah eritrosit meningkat seiring

pertambahan umur, demikian juga kadar hemoglobin (Fitria dan Sarto, 2014).

(Sumber : Fitria dan Sarto, 2014)

Gambar 2.3

Tikus Putih Jantan (Rattus novergicus strain wistar)