Obat antiradang nonsteroid (NSAID) telah digunakan selama lebih dari satu abad dengan mekanisme kerja melalui penghambatan enzim siklooksigenase (COX-1 dan COX-2) yang berperan dalam biosintesis prostaglandin. Penemuan COX-2 sebagai enzim yang dapat diinduksi membuka jalan bagi pengembangan inhibitor selektif COX-2, yang menawarkan efek antiinflamasi yang sama dengan toksisitas gastrointestinal yang lebih rendah. Penambahan donor oksida nitrat pada molekul NSAID klasik juga diusulkan untuk mengatasi efek samping pada saluran cerna akibat penghambatan biosintesis prostaglandin.

1. KAJIAN PUSTAKA
Perkembangan Obat Antiradang Bukan Steroid
Rahmana Emran Kartasasmita
E-mail: kartasasmita@fa.itb.ac.id, emran_kartasasmita@yahoo.de
Abstrak
Obat antiradang bukan steroid telah digunakan dalam pengobatan sejak lebih dari satu abad
yang lalu. Penemuan mekanisme kerja golongan obat ini, yaitu penghambatan enzim
siklooksigenase yang terdapat dalam dua isoform - siklooksigenase-1 dan -2, telah
mempercepat upaya pengembangan obat ini terutama penghambat selektif enzim
siklooksigenase-2. Disamping itu, dengan diketahuinya efek protektif radikal oksida nitrat
(NO) pada saluran cerna, telah membuka strategi lain dalam pengembangan golongan obat
ini, yaitu melalui penambahan moieties donor NO pada molekul obat antiradang bukan
steroid klasik. Penambahan donor NO dimaksudkan untuk mengkompensasi efek samping
merugikan pada saluran cerna yang disebabkan oleh penghambatan biosintesis prosta-
glandin.
Kata kunci: Obat antiradang bukan steroid, siklooksigenase, oksida nitrat (NO)
Abstract
Since more than one hundred years ago, nonsteroidal anti-inflammatory drugs (NSAIDs)
have been used in the therapy. The discovery of the action mechanisms of these drugs
which based on their inhibition activities on cyclooxygenase, an enzyme existing in two
isoforms -cyclooxygenase-1 and -2, have accelerated the development of these drugs,
mainly the selective inhibitors of cyclooxygenase-2. Further more, the protective effects of
nitric oxide (NO) radical on gastrointestinale tract have opened another strategy in the
development of these drugs, i.e. through the addition of NO donor moieties on classical
NSAIDs molecules. The addition of NO donor moieties are aimed to compensate the
adverse effects of NSAIDs on gastrointestinale tract caused by inhibition of prostaglandine
biosynthesis.
Key words: Non steroidal antiinflammatory drugs (NSAIDs), cyclooxygenase, nitric oxide
(NO)
Unit Bidang Ilmu Kimia Medisinal/Farmasi Analisis, Departemen Farmasi, FMIPA ITB,
Jl. Ganesha 10, Bandung 40132, Indonesia
Vol. XXVII, No. 4, Desember 2002 - 75

2. 1. Peranan obat antiradang bukan steroid dalam pengobatan
Obat antiradang bukan steroid atau yang lazim dinamakan non streroidal
antiinflammatory drugs (NSAIDs) adalah golongan obat yang terutama bekerja
perifer, memiliki aktivitas penghambat radang dengan mekanisme kerja
menghambat biosintesis prostaglandin melalui penghambatan aktivitas enzim
siklooksigenase. Pada tahun 1899 asam asetil salisilat sebagai obat anti radang
bukan steroid sintetik dengan kerja antiradang yang kuat untuk pertama kalinya
digunakan dalam pengobatan simptomatis penyakit-penyakit rematik [1,2]. Pada
tahun-tahun berikutnya mulai digunakan obat-obat lain untuk tujuan pengobatan
yang sama, antara lain fenilbutazon (1949), indometasin (1963), dan ibuprofen
(1969) [1]. Obat antiradang bukan steroid diindikasikan pada penyakit-penyakit
rematik yang disertai radang seperti rheumatoid- dan osteoartritis untuk menekan
reaksi peradangan dan meringankan nyeri [1,3,4]. Dibandingkan dengan obat
antiradang bukan steroid yang lain, penggunaan asam asetil salisilat jauh lebih
lebih banyak, bahkan termasuk produk farmasi yang paling banyak digunakan
dalam pengobatan dengan kebutuhan dunia mencapai 36.000 ton/tahun [2].
Di samping sebagai obat antiradang, asam asetil salisilat memiliki peranan lain
dalam terapi obat yang tidak kalah pentingnya, yaitu sebagai zat penghambat
agregasi trombosit [5]. Telah diketahui, bahwa agregasi trombosit diregulasi oleh
kesetimbangan produksi prostasiklin (PGI2) dan tromboksan A2 (TXA2).
Prostasiklin diproduksi di dalam dan dibebaskan dari sel-sel endotel dinding
pembuluh darah, sedangkan tromboksan dibentuk di dalam trombosit. Prostasiklin
merupakan vasodilator dan penghambat agregasi trombosit, sebaliknya tromboksan
mendorong terjadinya agregasi trombosit. Berbeda dengan obat antiradang bukan
steroid lainnya, asam asetil salisilat merupakan inhibitor ireversibel siklooksige-
nase dengan mekanisme kerja melalui asetilasi residu asam amino pada enzim
tersebut (lihat bab 2). Karena laju biosintesis enzim siklooksigenase di dalam
trombosit berlangsung lambat, maka enzim yang telah diinaktifasi oleh reaksi
asetilasi tersebut tidak akan tergantikan lagi selama waktu hidup trombosit (ca. 5
hari), sedangkan aktivitas siklooksigenase di dalam sel endotel relatif cepat
dipulihkan kembali melalui biosintesis enzim tersebut sehingga produksi
prostasiklin praktis tidak terganggu [5].
2. Mekanisme kerja obat antiradang bukan steroid
Mekanisme kerja obat ini dapat diterangkan dengan mengikuti alur biosintesis
prostaglandin. Prostaglandin merupakan kelompok senyawa turunan asam lemak
prostanoat (C20) yang rantai atom karbonnya pada nomor 8-12 membentuk cincin
siklopentan. Saat ini dikenal prostaglandin A sampai I yang dibedakan oleh
substituen yang terikat pada cincin siklopentan. Struktur asam prostanoat dan
beberapa contoh prostaglandin dapat dilihat pada gambar 1. Pada manusia, asam
arasidonoat (asam 5,8,11,14-Eikosatetraenoat) merupakan prazat terpenting untuk
mensintesis prostaglandin [6].
76 – Acta Pharmaceutica Indonesia

3. (a) (b)
7 5 3
COOH
9 1 O HO
10
8 6 4 2 20 HO
11 12 14 16 18
CH3 R1 R1 R1
13 15 17 19
A D Fβ
Asam prostanoat
R2 R2 R2
O
HO
(c)
O O
O R1 R1 O R1
COOH B E G+H
1. R2 R2
CH3 O R2
HO
HO PGE1 OH R1
O HO O
R1 R1
O C Fα I
COOH
2. R2 R2 R2
CH3 HO HO
HO PGE2
OH
COOH
R1=
HO CH3
R2=
COOH
OH
3.
CH3
HO PGF2α OH
Gambar 1. : Struktur prostaglandin: (a) rangka karbont asam prostanoat, (b)
struktur parsial prostaglandin A sampai I, (c) struktur prosta-
glandin E1, E2 dan F2α (menurut [6], dimodifikasi ).
Terdapat dua jalur utama reaksi-reaksi yang dialami oleh asam arasidonoat pada
metabolismenya, yaitu jalur siklooksigenase yang bermuara pada prostaglandin,
prostasiklin, dan tromboksan serta jalur lipoksigenase yang menghasilkan asam-
asam hidroperoksieikosatetraenoat (HPETE) seperti ditunjukkan oleh gambar 2.
Vol. XXVII, No. 4, Desember 2002 - 77

4. COOH Jalur siklooksigenase
CH3
Prostaglandin
Asam arasidonoat
Jalur lipoksigenase
OOH
COOH
H3C Leukotrien
Asam 5-hidroperoksieikosatetraen (5-HPETE)
HOO
COOH
H3C
Asam 12-hidroperoksieikosatetraen (12-HPETE)
HOO
COOH
H3C
Asam 15-hidroperoksieikosatetraen (15-HPETE)
Gambar 2: Jalur metabolisme asam arasidonoat (menurut [6], dimodifikasi )
Reaksi tahap pertama jalur siklooksigenase dikatalisis oleh dua jenis enzim, yaitu
siklooksigenase dan hidroperoksidase (gambar 3) [6].
Obat antiradang bukan steroid menghambat biosintesis prostaglandin, prostasiklin,
dan tromboksan melalui penghambatan aktivitas enzim siklooksigenase [6].
Khusus asam asetil salisilat, seperti sudah dijelaskan pada bab 1, bukan hanya
menghambat melainkan memblok secara ireversibel enzim siklooksigenase melalui
reaksi asetilasi residu serin-529 atau –516 (lihat bab 3, tabel 1) pada enzim tersebut
[1,5]. Karena prostaglandin berperanan penting pada timbulnya nyeri, demam, dan
reaksi-reaksi peradangan, maka obat antiradang bukan steroid melalui
penghambatan aktivitas enzim siklooksigenase, mampu menekan gejala-gejala
tersebut. Namun demikian, prostaglandin juga berperanan penting pada proses-
proses fisiologis normal dan pemeliharaan fungsi regulasi berbagai organ.
78 – Acta Pharmaceutica Indonesia

5. COOH
CH3
Siklooksigenase
O2
Dihambat oleh obat antiradang
bukan steroid
COOH
.
O CH3
O
O2
O
COOH
CH3
O
OOH
PGG2
2GSH
Hidroperoksidase
GSSG
O
COOH
CH3
O
OH
PGH2
Gambar 4: Biosintesis prostaglandin dari asam arasidonoat (menurut [6],
dimodifikasi)
Vol. XXVII, No. 4, Desember 2002 - 79

6. Pada selaput lendir traktus gastrointestinal, prostaglandin berefek protektif [7,8].
Prostaglandin meningkatkan resistensi selaput lendir terhadap iritasi mekanis,
osmotis, termis atau kimiawi [8]. Dalam suatu telaah telah ditunjukkan, bahwa
pengurangan prostaglandin pada selaput lendir lambung memicu terjadinya tukak.
Hal ini membuktikan peranan penting prostaglandin untuk memelihara fungsi
barier selaput lendir [8,9,10]. Dengan demikian, mekanisme kerja obat antiradang
bukan steroid sekaligus menjelaskan profil efek utama maupun efek samping obat
ini terutama toksisitasnya pada traktus gastrointestinal yang membatasi peng-
gunaan obat ini.
3. Siklooksigenase-1 dan -2
Awal tahun 90-an ditemukan bahwa enzim siklooksigenase terdapat dalam dua
bentuk (isoform), yaitu siklooksigenase-1 (COX-1) dan siklooksigenase-2 (COX-2)
[1,8]. Kedua isoform berbeda distribusinya pada jaringan dan juga memiliki fungsi
regulasi yang berbeda. COX-1 merupakan enzim konstitutif yang mengkatalisis
pembentukan prostanoid regulatoris pada berbagai jaringan, terutama pada selaput
lendir traktus gastrointestinal, ginjal, platelet dan epitel pembuluh darah [1].
Bertolak belakang dengan COX-1, COX-2 tidak konstitutif tetapi dapat diinduksi,
antara lain bila ada stimuli radang, mitogenesis atau onkogenesis [1]. Setelah
stimulasi tersebut lalu terbentuk prostanoid yang merupakan mediator nyeri dan
radang. Penemuan ini mengarah kepada hipotesis, bahwa COX-1 mengkatalisis
pembentukan prostaglandin “baik” yang bertanggung jawab menjalankan fungsi-
fungsi regulasi fisiologis, sedangkan COX-2 mengkatalisis pembentukan prostag-
landin “jahat” yang menyebabkan radang [1]. Sehubungan dengan hipotesis
tersebut maka toksisitas obat antiradang bukan steroid klasik pada saluran
gastrointestinal disebabkan oleh hambatan tidak selektif obat tersebut terhadap
aktifitas COX-1 dan COX-2.
Namun demikian, pada penelitian lanjutan ditemukan bahwa COX-2 ternyata tidak
hanya indusibel melainkan juga konstitutif dan terdapat pada berbagai jaringan.
Pada kondisi fisiologis ekspresi konstitutif COX-2 ditemukan pada ginjal [11],
pembuluh darah [12], paru-paru [13], tulang [13], pankreas [14], sumsum tulang
belakang [15] dan selaput lendir lambung [16]. Nampaknya COX-2 bukan hanya
pada kondisi patofisiologis melainkan juga pada kondisi fisiologis normal memiliki
peranan penting. Akhirnya COX-1 diformulasikan sebagai enzim konstitutif yang
mempertahankan fungsi-fungsi homeostatis, sedangkan COX-2 sebagai enzim
regulator yang memiliki fungsi fisiologis maupun patofisiologis. Karakteristika
enzim siklooksigenase-1 dan –2 dapat dilihat pada tabel berikut:
80 – Acta Pharmaceutica Indonesia

7. Tabel 1: Karakteristika siklooksigenase-1 dan -2 (dikutip dari [1] )
Parameter Siklooksigenase-1 Siklooksigenase-2
Ukuran gen 22 kb 8,3 kb
Ekson 11 10
Kromosom 9q32 – q33,3 1q25,2 – q25,3
mRNA 2,8 kb 4,1 kb
Regulasi mRNA konstitusi indusibel
Induktor - Sitokin, LPS
Jumlah asam amino 599 604
Lokasi Membran inti Membran inti
Kofaktor 1 mol Heme 1 mol Heme
Tempat pengikatan asam Serin-529 Serin-516
asetil salisilat
Spesifisitas substrat Asam arasidonoat, asam Asam arasidonoat, asam
linoleat linoleat, asam eikosapentenoat
Aktivitas 23 mmol asam 11 mmol asam
arasidonoat/mg/menit arasidonoat/mg/menit
4. Inhibitor selektif siklooksigenase-2
Strategi pertama untuk mengurangi toksisitas obat antiradang bukan steroid klasik
adalah penghambatan selektif COX-2. Karena semua obat antiradang bukan steroid
klasik merupakan inhibitor tidak selektif COX-1 dan COX-2 (Gambar 5), maka
diusahakan membuat senyawa yang dapat menghambat aktifitas COX-2 secara
selektif.
Cl
COOH
O
O
N
O N CH3
O CH3
H3C
COOH
1 2 O
H3C O 3
COOH
H
N CH3
H CH3
Cl Cl
CH3 COOH COOH
H3C
H3C O
4 5 6
Gambar 5: Beberapa contoh obat antiradang bukan steroid klasik(NSAIDs): asam asetil
salisilat 1, fenilbutazon 2, indometasin 3, diclofenak 4, ibuprofen 5,
naproksen 6
Vol. XXVII, No. 4, Desember 2002 - 81

8. Secara struktural terdapat beberapa golongan inhibitor selektif COX-2, yaitu: (1)
turunan karbosiklis dan Heterosiklis yang terikat visinal dengan moieties aril, (2)
turunan diaril- atau aril/heteroaril-eter dan –tioeter, (3) turunan cis-stilben, serta (4)
keton diaril dan aril/heteroaril [1]. Sampai tahun 2000 telah berhasil disintesis
sekitar 500 senyawa inhibitor selektif COX-2 [1]. Dua dari senyawa tersebut,
celecoxib dan rofecoxib yang merupakan turunan karbosiklis dan Heterosiklis,
telah lolos uji klinik dan telah dipasarkan. Struktur molekul celexoib dan rofecoxib
dapat dilihat pada gambar berikut:
O O O O
S S
H2N H3C
N
N
CF3 O
O
H3C F
7 8
Gambar 6: Struktur molekul celecoxib 7 dan rofecoxib 8
Pada penanganan pasien-pasien osteo- dan rheumatoidarthritis, inhibitor selektif
COX-2 menunjukkan kerja antiradang yang setara dengan obat antiradang bukan
steroid klasik tetapi dengan toksisitas lebih ringan pada saluran gastrointestinal [4].
Namun demikian, dilaporkan pula adanya kecendrungan peningkatan tekanan
darah sebagai efek samping inhibitor selektif COX-2 [17]. Dari fakta tersebut
timbul pertanyaan, apakah inhibitor selektif COX-2 benar-benar toksisitasnya lebih
ringan sehingga lebih aman digunakan atau bahkan memiliki efek merugikan lain
yang berbeda dari efek merugikan yang disebabkan oleh obat anti radang bukan
steroid klasik. Permasalahan tersebut mungkin baru bisa terjawab tuntas di masa
mendatang melalui evaluasi penggunaan dan monitoring efek samping obat.
4. Peranan NO dalam proses fisiologis
Furchgott dan Zawadzki [18] melaporkan hasil penelitian mereka bahwa senyawa
yang memiliki kerja vasodilator kuat, misalnya asetil kolin, tidak mampu
mendilatasi preparat pembuluh darah bila sel-sel endotel preparat pembuluh darah
tersebut sebelumnya dihilangkan secara mekanis. Dengan demikian, kerja senyawa
vasodilator tidak langsung merelaksasi otot polos pembuluh darah melainkan
menstimulasi lapisan sel endotel untuk melepaskan senyawa lain yang disebut
„Endothelium Derived Relaxing Factor (EDRF)“. Senyawa inilah yang akhirnya
bekerja sebagai vasodilator.
Kelompok peneliti Moncada [19] dan Ignaro [20] berhasil membuktikan bahwa
EDRF identik dengan oksida nitrat (NO) baik secara kimiawi maupun dari segi
karakteristik aktivitas biologinya. NO merupakan radikal bebas berwujud gas dan
82 – Acta Pharmaceutica Indonesia

9. labil. Secara endogen NO disintesis melalui reaksi redoks pengubahan asam amino
L-arginin menjadi L-sitrulin yang dikatalisis oleh enzim NO sintase. NO sintase
(NOS) merupakan isoenzim dan telah dikenal beberapa jenis yaitu NOS I, II, dan
III. NOS I juga disebut “neuronal constitutive NOS (ncNOS) sedangkan NOS III
disebut “endothelial constitutive NOS (ecNOS)”. Masing-masing enzim tersebut
mengkatalisis pembentukan NO di dalam sel-sel saraf dan endotel serta selalu ada
di dalam kedua jenis sel tersebut, sehingga merupakan enzim konstitutif. Kedua
enzim tersebut dapat diaktifkan secara kimiawi, misalnya melalui stimulasi oleh
trombin, adenosin-5`-trifosfat, dan histamin ; atau secara mekanis, misalnya bila
terjadi penyumbatan aliran darah (shear stress). Pengaktifan NO sintase terjadi
melalui pengikatan enzim tersebut dengan calmodulin yang sebelumnya telah
berikatan dengan ion kalsium bebas yang terdapat dalam cairan intra sel [21].
NOS II atau inducible NOS (iNOS) merupakan enzim yang dibentuk bila ada
stimulasi eksogen. Disamping itu, iNOS merupakan enzim yang tidak tergantung
dari kalsium walaupun enzim tersebut juga memiliki tempat pengikatan untuk
kalmodulin. Ekspresi genetik enzim ini ditemukan antara lain pada sel-sel
makrofag, otot polos, berbagai tumor, endotel, sel-sel yang memproduksi insulin,
fibroblas dan lain-lain [21].
Kerja vasodilator NO terjadi melalui pengaktifan guanilat siklase (GC), yaitu
setelah NO berdifusi ke dalam sel-sel otot polos berikatan dengan gugus heme dari
guanilat siklase terlarut. Selanjutnya enzim guanilat siklase yang telah aktif akan
mengkatalisis pembentukan guanosin monofosfat siklik (cGMP) dari guanosin
trifosfat (GTP). Peningkatan konsentrasi cGMP akan mengaktifkan pompa kalsium
untuk mengeluarkan kalsium intra sel sehingga terjadi penurunan konsentrasi
kalsium intra sel dan terjadi dilatasi pembuluh darah. Disamping itu, peningkatan
konsentrasi cGMP juga akan mengaktifkan protein kinase – tergantung cGMP
sehingga mampu mengkatalisis fosforilasi protein tertentu dan mendefosforilasi
rantai miosin ringan. Kedua reaksi tersebut juga menyebabkan relaksasi otot polos
[22,23,24,25,26].
Sekarang telah diketahui, bahwa NO bukan hanya meregulasi tekanan darah tetapi
berperanan pula dalam berbagai proses fisiologis maupun patofisiologis [27].
Konturek et al. melaporkan hasil penelitiannya mengenai tukak lambung bahwa
penghambatan produksi NO endogen oleh inhibitor NO sintase menyebabkan
penurunan Gastric Blood Flow (GBF) ke lokasi tukak sehingga memperlambat
penyembuhan tukak [28]. Sebaliknya pada percobaan lain dapat ditunjukkan bahwa
GBF ke lokasi tukak dapat ditingkatkan dan penyembuhan tukak dapat dipercepat
dengan pemberian asam amino L-arginin yang merupakan subtrat NO sintase atau
gliserin trinitrat (GTN) yang merupakan donor NO [29]. Efek protektif NO di
dalam traktus gastrointestinal telah dimanfaatkan untuk mengkompensasi efek
Vol. XXVII, No. 4, Desember 2002 - 83

10. samping obat anti radang bukan steroid yang disebabkan oleh penghambatan bio-
sintesis prostaglandin.
5. Senyawa nitrat organik sebagai donor NO
Walaupun senyawa nitrat organik telah digunakan sejak lama pada pengobatan
sistem sirkulasi, terutama GTN pada penanganan angina pektoris, namun
mekanisme kerja obat tersebut baru dapat diterangkan dengan tuntas pada tahun
80-an. Sehubungan dengan pembuktian, bahwa EDRF identik dengan NO yang
merupakan vasodilator endogen, menjadi jelas bahwa kerja farmakologi nitrat
organik melalui pelepasan NO. Di dalam tubuh NO akan dimetabolime secara
reduktif menjadi NO lalu memicu reaksi-reaksi lanjutan yang menyebabkan
dilatasi pembuluh darah, sebagaimana telah dijelaskan pada sub bab sebelumnya.
Dengan demikian nitrat organik merupakan pro drug. Menurut hasil-hasil
penelitian terbaru, metabolisme nitrat organik menjadi NO juga terjadi melalui
serangkaian reaksi dan melibatkan sistem redoks NAD(P)H/NAD(P)+, glutathion
(GSH) dan glutathion-S-alkyltransferase (GSH-S-Transferase). Salah satu model
metabolisme pengaktifan nitrat organik menurut Wong dan Fukuto ditampilkan
dan diringkaskan sebagai berikut (Gambar 8) [30]:
GSNO dapat membentuk NO melalui dua mekanisme yang berbeda. Pada
mekanisme pertama, GSNO bereaksi dengan NADH membentuk GSH dan hidrida
nitrosil (HNO) (Gambar 9, (1)). HNO yang terbentuk bereaksi lagi dengan GSNO
menghasilkan dua mol NO (Gambar 9, (2)) [31]. Bila terdapat NADH dan
dihidroflavin mononukleotida (FMNH2) atau flavin mononukleotida (FMN),
pelepasan akan meningkat, karena pembentukan NO dibantu oleh mekanisme lain
seperti ditunjukkan pada gambar 9, reaksi (3) dan (4) [32]. Disamping itu, Fukuto
et al. berhasil membuktikan bahwa NO dapat terbentuk dari hasil reaksi HNO dan
FMN [32]. Namun demikian perlu ditekankan, bahwa metabolisme nitrat organik
yang bermuara pada NO hanya merupakan jalur sampingan. Jalur utama
metabolisme nitrat organik melalui reaksi hidrolisis menghasilkan nitrat anorganik
diikuti dengan reaksi reduksi mengasilkan nitrit anorganik [30]. Hal ini merupakan
salah satu penjelasan mengapa dosis efektif obat golongan nitrat organik sangat
bervariasi, misalnya dosis tunggal GTN hanya ± 1 mg sedangkan pentaeritritil
tetranitrat (PETN) mencapai 80 mg.
84 – Acta Pharmaceutica Indonesia

11. Relaksasi otot polos
+
NAD(P)H NAD(P)
Flavoprotein
(FMN) GTP cGMP
RONO2 RONO2 RONO Pengaktifan
guanilatsiklase
GSH
Ekstraselular Intraselular
GSH-S-Transferase
ROH + GSNO NO
Gambar. 8: Reaksi reduksi nitrat organik menjadi oksida nitrat (NO) menurut
[30], gambar dimodifikasi )
1. Nitrat organik yang berada dalam aliran darah akan berdifusi ke dalam sel-
sel otot polos pembuluh darah.
2. Nitrat organik direduksi oleh flavoprotein menjadi nitrit organik
3. Organik nitrit dan GSH endogen, dikatalisis oleh GSH-S-tranferase,
bereaksi membentuk glutanitrosotiol (GSNO) yang melalui mekanisme
reaksi tertentu akhirnya akan melepaskan NO.
GSNO + NADH → NAD+ + GS- + HNO (1)
GSNO + HNO → GSN(OH)NO → GSH + 2NO (2)
GSNO + FMNH2 → GS- + FMN. + NO + 2H+ (3)
GSNO + FMN. → GS- + FMN + NO (4)
HNO + FMN → NO + FMN. + H+ (5)
Gambar 9: Reaksi-reaksi yang mungkin terlibat dalam pembentukan NO dari
GSNO dan atau HNO menurut [31,32]
6. Toleransi terhadap nitrat
Fenomena toleransi terhadap nitrat telah diketahui sejak lama [33,34,35].
Efektivitas kerja farmakologi obat golongan nitrat organik menurun drastis
tergantung dari dosis dan frekuensi pemberian [36]. Walaupun penyebab toleransi
Vol. XXVII, No. 4, Desember 2002 - 85

12. terhadap nitrat organik ini belum diketahui dengan pasti, terjadinya kejenuhan
sistem reduksi endogen merupakan salah satu penyebab yang banyak didiskusikan
dalam literatur [36]. Sistem reduksi endogen yang mengalami kejenuhan dapat
diregenasi kembali dalam beberapa jam. Secara klinis telah diketahui, bahwa
toleransi terhadap nitrat dapat dicegah atau diminimalkan bila pemberian nitrat
diatur sedemikian rupa sehingga selama pengobatan ada rentang waktu dengan
konsentrasi nitrat minimal di dalam plasma [37].
Karena metabolisme pengaktifan nitrat organik melibatkan sistem redoks
NAD(P)H/NAD(P)+, GSH, dan GSH-S-transferase [31], maka suatu senyawa nitrat
organik diharapkan akan bebas toleransi bila senyawa tersebut, independen dari
sistem reduksi dan senyawa tiol endogen, dapat melepaskan NO. Secara
eksperimental telah ditunjukkan, molekul hibrid SPM 3672 yang merupakan
turunan N-nitratoasilsistein (Gambar 10) hasil riset perusahaan farmasi Schwarz
Pharma, Jerman, secara spontan mampu melepaskan NO, setara dengan pelepasan
NO dari isosorbid mononitrat (ISMN) dengan penambahan sistein. Dibandingkan
dengan GTN, dilatasi arteri dan vena babi yang terjadi setelah pemberian SPM
3672 berlangsung lebih lama. Pada percobaan toleransi silang, SPM 3672 mampu
mendilatasi arteri koroner babi yang sebelumnya telah diberi perlakuan dengan
GTN, setara dengan arteri koroner babi tanpa perlakuan dengan GTN. Hasil
percobaan ini menunjukkan peranan senyawa tiol bebas untuk mencegah toleransi
terhadap nitrat. Pada percobaan in vivo menggunakan anjing sebagai hewan
percobaan, SPM 5185, senyawa lain hasil riset Schwarz Pharma yangmerupakan
turunan N-nitratoasilalanilsistein (Gambar 10), mampu menurunkan tekanan darah
lebih lama tetapi lebih lemah dari GTN [36].
CH3 O
O
N CH3
H
SH S
O O
O O
O2NO N O2NO N
H3C CH3 H OC2H5 H3C CH3 H OC2H5
13 14
Gambar 10: Struktur molekul SPM 3672 13 dan SPM 5185 14
86 – Acta Pharmaceutica Indonesia

13. O
ONO2
O H CH3
NH O
ONO 2
Cl Cl
H3C O
O
9 10
CH3 CH3
O ONO 2 O
CH3 ONO 2
O O
H3C
11 F 12
CH3
O O SO2
CH3
+ _
O N N O
H3C O
13
O 2NO
H3 C O O
O CH3
H3C
N
H S
CH3 14
O O
O2NO
CH3
H3C O CH3
O
H3C
N CH3
H S
CH3 15
O O
H
CH3
H
Gambar 11: Beberapa contoh senyawa NO-NSAIDs: 4-nitratobutylesterdari diklofenak 9 dan
naproksen 10, 3-nitratopropilester dari Ibuprofen 11, nitratobutilester dari ibuprofen 12,
3-(3-(Benzensulfonyl)-furoxan-4-yloxy)propylester dari Ibuprofen 13, trihibrida N-
nitratopivaloil-S-2-(6-metoksi-2-naftil)propanoil-sisteinetil ester 14, dan N-nitrato-
pivaloil-S-2-(4-isobutilfenill)propanoil-sisteinetil ester 15
7. Senyawa hibrida obat antiradang bukan steroid dengan donor NO (NO-
NSAID)
Strategi kedua untuk mengurangi toksisitas obat antiradang bukan steroid adalah
donasi NO, karena NO, seperti halnya prostaglandin, pada selaput lendir traktus
gastrointestinal berefek protektif (lihat bab 4). Para peneliti berupaya mensintesis
senyawa dihibrid yang dinamakan NO-NSAIDs dari obat anti radang bukan
streroid klasik dan donor NO. Beberapa senyawa hibrid tersebut telah berhasil
disintesis dan dipublikasikan dalam berbagai literatur. Senyawa-senyawa tersebut
pada percobaan in vivo menggunakan tikus memperlihatkan kerja anti radang yang
setara dengan obat anti radang bukan steroid klasik tetapi toksisitasnya pada
selaput lendir traktus gastrointestinal jauh lebih ringan [38,39,40,41,42].
Vol. XXVII, No. 4, Desember 2002 - 87

14. Disamping itu, untuk mencegah toleransi terhadap nitrat organik dan penurunan
tekanan darah yang terlalu kuat karena kerja NO, telah disintesis senyawa trihibrid
NSAID-sistein-nitrat [43] dengan memanfaatkan konsep donor NO yang “miskin”
toleransi dan kerja vasodilatasi lemah seperti pada senyawa SPM (lihat bab 6).
Struktur molekul senyawa dihibrid NO-NSAID dan trihibrid NSAID-sistein-nitrat
dapat dilihat pada gambar 11.
Daftar pustaka
1 Dannhardt, G. and S. Laufer, 2000, Structural Approach to Explain the
Selectivity of COX-2 Inhibitors: Is There a Common Pharmacophore?, Curr.
Med. Chem., 7, 1101–1112.
2 Roth, H.J. und H. Ferner, 2000, Arzneistoffe: Struktur, Bioreaktivität,
Wirkungsbezogene Eigenschaften, 3. Auflage, Wissenschaftliche
Verlagsgesellschaft mbH, Stuttgart, 334-337.
3 Mutschler, E., 1997, Arzneimittelwirkungen, 7. Auflage, Wissenschaftliche
Verlagsgesellschaft mbH, Stuttgart, , 198-215.
4 Crofford, L.J., 2000, Clinical Experience with Specific COX-2 Inhibitors in
Arththritis, Curr. Pharm., 6(17), 1725-1736.
5 Steinhilber, D., 2002, Wie wirken Aspirin & Co.? Cyclooxygenasen –
Angriffsorte nichtsteroidaler Antirheumatika, Pharmazie in Unserer Zeit,
31(8), 140-144.
6 Voet, D. und J.G. Voet, Übersetzungherausgeben von A. Maelicke und W.
Müller-Ester, 1992, Biochemie, 1. Auflage, VCH Verlagsgesellschaft mbH,
Weinheim, 661-665.
7 Robert, A., J.E. Nezamis, C. Lancarter, A.J. Hanchar, 1979, Cytoprotection by
Prostaglandin in Rats. Prevention of Gastric Necrosis Produced by Alcohol,
HCl, NaOH, Hypertonic NaCl, and Thermal Injury, Gastroenterology, 77,
433-443.
8 Meyer-Kirchrath, J., K. Schrör, 2000, Cyclooxygenase-2 Inhibition and Side-
Effects of Non-steroidal Anti-inflammatory Drugs in the Gastrointestinal Tract,
Curr. Med. Chem., 7, 1121-1129
9 Redfern, J.S., E. Lee, M. Feldman1998, Effects of Immunization with
Prostaglandin Metabolites on Gastrointestinal Ulceration, Am. J. Physiol., 255,
G723-G730.
10 Redfern, J.S., M. Feldman, 1989, Role of Endogenous Prostaglandins in
Preventing Gastrointestinal Ulceration: Induction of Ulcers by Antibodies to
Prostaglandin, Gastroenterology, 96, 596-605.
11 Komhoff, M., H.J. Grone, T. Klein, H.W. Seyberth, R.M. Nusing, 1997,
Localization of Cyclooxygenase-1 and – 2 in Adult and Fetal Human Kidney:
Implication for Renal Function, Am. J. Physiol., 272, F460-F468.
88 – Acta Pharmaceutica Indonesia

15. 12 McAdam, B.F., F. Catella-Lawson, I.A. Mardini, S. Kapoor, J.A. Lawson, G.A.
Fitzgerald, 1999, Systemic Biosynthesis of Prostacyclin by Cyclooxygenase
(COX-2): The Human Pharmacology of Selective Inhibitor of COX-2, Proc.
Natl. Acad. Sci. USA, 96(1), 272-277.
13 Vane, J.R., 1994, Toward a Better Aspirin, Nature, 367(6460), 215-216.
14 Sorli, C.H., H.J. Zhang, M.B. Amstrong, R.V. Rajotte, J. Maclouf, R.P.
Robetson, 1998, Basal expression of cyclooxygenase-2 and nuclear factor-
interleukin 6 are dominant and coordinately regulated by interleukin 1 in the
pancreatic islet, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 95(4), 1788-1793
15 Beiche, F., S. Scheuerer, K. Brune, G. Geisslinger, M. Goppelt-Streube, 1996,
Up-regulation of cyclooxygenase-2 mRNA in the rat spinal cord following
peripheral inflammation, FEBS Lett., 390(2), 165-169
16 Zimmermann, K.C., M. Sarbia, K. Schror, A.A. Weber, 1998, Constitutive
cyclooxygenase-2 expression in healthy human and rabbit gastric mucosa, Mol.
Pharmacol., 54(3), 536-540
17 Catella-Lawson, F., B. McAdam, B.W. Morrison, S. Kapoor, D. Kujubu, L.
Antes, K.C. Lasseter, H. Quan, B.J. Gertz, G.A. Fitzerald, 1999, Effects of
specific inhibition of cyclooxygenase-2 on sodium balance, hemodynamics,
and vasoactive eicosanoids, J. Pharmacol. Exp. Ther., 289(2), 735-741
18 Furchgott, R.F., J.V. Zawadzki, 1980, The obligatory role of endothelial cells
in the relaxation of arterial smooth muscle by acetylcholine, Nature,
288(5789), 373-376
19 Falmer, R.M., A.G. Ferrige, S. Moncada, 1987, Nitric oxide release accounts
for the biological activity of endothelium-derived relaxing factor, Nature,
327(6122), 524-526
20 Ignarro, L.J., G.M. Buga, K.S. Wood, R.E. Byrn, Chaudhurig, 1987,
Endothelium-derived relaxing factor produced and released from artery and
vein is nitric oxide, Proc. Natl. Acad. Sci., 84(24), 9265-9269
21 Nüssler, A.K., 1996, Stickstoffmonoxid/Nitric Oxide: ein biologischer
Tausendsassa, Pharm. Ztg., 141(2), 11-20
22 Rapoport, R.M., F. Murad, 1983, Endothelium-dependent and nitrovasodilator-
induced relaxation of vascular smooth muscle: role of cyclic GMP, J. Cyclic.
Nucleotide Protein Phosphor Res., 9(4-5), 281-295
23 Fiscus, R.R., R.M. Rapoport, F. Murad, 1993, Endothelium-dependent and
nitrovasodilator-induced activation of cyclic GMP-dependent protein kinase in
rat aorta, J. Cyclic. Nucleotide Protein Phosphor Res., 9(6), 415-425
24 Rapoport, R.M., M.B. Draznin, F. Murad, 1984, Mechanisms of adenosine
triphosphate-, thrombin-, and trypsin-induced relaxation of rat thoracic aorta,
Circ. Res., 55(4), 468-479.
25 Fiscus, R.R., T.J. Torphy, S.E. Mayer, 1984, Cyclic GMP-dependent protein
kinase activation in canine tracheal smooth muscle by methacholine and
sodium nitroprusside, Biochim. Biophys. Acta, 805(4), 382-392.
Vol. XXVII, No. 4, Desember 2002 - 89

16. 26 Draznin, M.B., R.M. Rapoport, F. Murad, 1986, Myosin light chain
phosphorylation in contraction and relaxation of intact rat thoracic aorta, Int. J.
Biochem., 18(10), 917-928.
27 Endres, S., 1996, Synthese und biologischen Eigenschaften von organischen
Nitraten mit Thiosalicylsäure-Teilstruktur, Inaugural-Dissertation,
Mathematisch-Natur-wissenschaftliche Fakultät, Rheinische-Friedrich-
Wilhelms-Universität, Bonn, 1-3.
28 Konturek, S.J., T. Brzozowski, J. Majka, J. Pytko-Polonczyk, J. Stachura, 1993,
Inhibition of nitric oxide synthase delays healing of chronic gastric ulcers, Eur.
J. Pharmacol., 329(1-3), 215-217.
29 Brzozowski, T., S.J. Konturek, D. Drozdowwicz, A. Dembinski, J. Stachura,
1995, Healing of chronic gastric ulcerations by L-arginine. Role of nitric oxide,
prostaglandins, gastrin and polyamines, Digestion, 56(6), 463-471.
30 Wong, P.S.-Y., J.M. Fukuto, 1999, Reaction of organic nitrate esters and S-
nitrosothiols with reduced flavins: a possible mechanism of bioactivation,
Drug Metabol. Disp., 27(4), 502-509.
31 Wong, P.S.-Y, J. Hyun, J.M. Fukuto, F.N. Shirota, E.G. DeMaster. D.W.
Shoeman, H.T. Nagasawa, 1998, Reaction between S-nitrosothiols and thiols:
generation of nitroxyl (HNO) and subsequent chemistry, Biochemistry, 37(16),
5362-5371
32 Fukuto, J.M., A.J. Hobbs, L.J. Ignarro, 1993, Reaction between S-nitrosothiols
and thiols: generation of nitroxyl (HNO) and subsequent chemistry, Biochem.
Biophys. Res. Commun., 196(2), 707-713.
33 Rudolph, W., R. Blasini, G. Reiniger, U. Brugmann, 1983, Tolerance
development during isosorbide dinitrate treatment: can it be circumvented?, Z.
Kardiol., 72 (Suppl. 3), 195-198.
34 Reiniger, G., R. Blasini, U. Burgmann, W. Rudolph, 1994, Development of
tolerance with regard to the anti-ischemic effect of isosorbide dinitrate in
regular multiple daily administration, Herz, 9(3), 146-152.
35 Blasini, R., G. Reiniger, W. Rudolph, 1986, Avoidance of tolerance
development to long term therapy with nitrates through correct dosage, Z.
Kardiol., 75(Suppl. 3), 42-49
36 Lehmann, J., 1998, Organische Nitrate – Neue Perspektiven für eine alte
Arzneistoffgruppe, Pharm. in unserer Zeit, 27(2), 52-57.
37 Boertz, A., R. Bonn, 1986, Nitrate therapy without loss of action by correct
dosage, Z. Kardiol., 75(Suppl. 3), 57-60.
38 Davies, N.M., A.G. Roseth, C.B. Appleyard, W. McKnight, P. Del Soldato, A.
Calignano, G. Cirino, J.L. Wallace, 1997, Aspirin causes rapid up-regulation of
cyclo-oxygenase-2 expression in the stomach of rats, Alliment. Pharmacol.
Ther., 11(6), 69-79.
39 Lolli, M.L., C. Cena, C. Medana, L. Lazzarato, G. Morini, G. Coruzzi, S.
menarini, R. Fruttero, A. Gasco, 2001, A new class of ibuprofen derivatives
with reduced gastrotoxicity, J. Med. Chem., 44(21), 3463-3468.
90 – Acta Pharmaceutica Indonesia

17. 40 Wallace, J.L., B. Reuter, C. Cicala, W. McKnight, M. Grisham, G. Cirino,
1994, A diclofenac derivative without ulcerogenic properties, Eur. J.
Pharmacol., 257(3), 249-255.
41 Elliot, S.N., W. McKnight, G. Cirino, J.L. Wallacce, 1995, A nitric oxide-
releasing nonsteroidal anti-inflammatory drug accelerates gastric ulcer healing
in rats, Gastroenterology, 109(2), 524-530.
42 Somasundaram, S., S. Rafi, M. Jacob, G. Sitghorsson, T. Mahmud, R.
Sherwood, A.B. Price, A. McPherson, D. Scott, J.M. Wrigglesworth, I.
Bjarnason, 1997, Intestinal tolerability of nitroxybutyl-flurbiprofen in rats, Gut,
40(5), 608-613
43 Kartasasmita, R.E., S. Laufer, and J. Lehmann, 2002, NO-Donors (VII [1]):
Synthesis and Cyclooxygenase Inhibitory Properties of N- and S-
Nitrooxypivaloyl-cysteine Derivatives of Naproxen-A Novel Type of NO-
NSAID, Arch. Pharm. Pharm. Med. Chem., 335(8), 1-4
Vol. XXVII, No. 4, Desember 2002 - 91