Volume 8, Nomor 2 Halaman 24-27

## Senyawa Goitrogenik dalam Bahan Makanan
(Goitrogenik Substances in Foodstuffs)

## YULIA LANTI RETNO DEWI
Bagian Biologi Fakultas Kedokteran Universitas Sebelas Maret Jl. Ir. Sutami 36 A Surakarta 57126 *email: yulialanti@live.com
Manuscript received: 17 Mei 2015 Revision accepted: 27 Juli 2015

## ABSTRACT
It  has  been  known  for  a  long  time  that  iodine  deficiency  results  in  enlarged  thyroid  gland  (goiter).  However,  iodine supplementation alone frequently fails to eliminate goiter in particular area. At present, experts realized that many agents interact with iodine deficiency in producing goiter. Agents that cause goiter are known as goitrogens. Several goitrogens are  found  in  the  foodstuff.  Our  study  in  Ngargoyoso  sub-district  revealed  that  several  foods  containing  suspected  such substances are consumed by school children. They are soybean cake, tofu, onion, tomato, cassava leaves, cabbage, cassava tuber and broccoli. Soybean cake and tofu are made from soybean containing isoflavone which exerts anti-thyroid activity in rats. Onion contains allyl-sulfides. Tomato, cassava leaves, and broccoli contain pigments with antioxidant moiety and anti thyroid activity. Cabbage contains isothyocyanat, a potent anti thyroid in rats and rabbits. Cassava contains linamarin. The study was a recalled study using food frequency questionnaire. In order to prove the goitrogenic activity in those foods an In-Vitro Assay or In-Vivo Assay should be carried out. Since plants grown in certain areas are influenced by soil and water, it is reasonable to measure anti thyroid activity using plants grown locally. This paper will describe those assays and suggest the most applicable in Indonesia.
Keywords: goitrogens, foodstuffs, in vitro assays, in vivo assays

## PENDAHULUAN
Goiter  (gondok)  dipilih  sebagai  determinan  utama  untuk menentukan prevalensi dan beratnya kekurangan iodium di dalam  masyarakat  (WHO/VMNIS,  2014,  p  1),  karena praktis  dan  murah.  Para  ahli  sepakat  bahwa  penyebab utama  kejadian  gondok  adalah  kekurangan  iodium,  tetapi perbedaan  mencolok  dijumpai    pada  beberapa  tempat. Sebagai contoh, di pulau Idjwi, Republik Kongo di Afrika, kejadian  gondok  di  bagian  utara  sepuluh  kali  lebih  besar dari  bagian  tenggara,  meskipun  sama  sama  kekurangan iodium (Delange dan Ermans, 1971, p 1354). Faktor-faktor lain  yang  ikut  berperan  dalam  kejadian  gondok  disebut goitrogen.

## PEMBAHASAN

## Goitrogen
Semua  senyawa    yang  dapat  menyebabkan  pembesaran kelenjar gondok (tiroid) disebut goitrogen (Gaitan, 1989, p 4). Senyawa-senyawa tersebut dapat langsung mempengaruhi  kelenjar  tiroid  atau  secara  tidak  langsung melalui thyroid  stimulating  hormone  (TSH) .  Gondok ( goiter )  terjadi  akibat  adaptasi  yang  salah  kelenjar  tiroid terhadap  rangsangan  TSH.  Kelenjar  tiroid  menghasilkan hormon  tiroid  yang  diedarkan  ke  dalam  darah.  Hormon tiroid yang beredar di dalam darah akan memberi sinyal ke kelenjar  hipofise  untuk  mengurangi  sekresi  TSH.  Bila hormon tiroid yang beredar sedikit, maka kelenjar hipofise akan  mengeluarkan  lebih  banyak  TSH.  Bila  keadaan  ini berlangsung  lama,  maka  kelenjar  tiroid  akan  bereaksi
dengan  memperbesar  sel-sel  tirosit  dan  folikel  tiroid, sehingga  kelenjar  tiroid  menjadi  lebih  besar.  Ukuran kelenjar tiroid yang membesar ini disebut goiter (gondok). Goitrogen yang  bekerja  langsung  terhadap  kelenjar tiroid  mengganggu  proses  sintesis  hormon  tiroid.  Sintesis hormon  tiroid  ini  secara  garis  besar  dapat  dibagi  menjadi tiga langkah, yaitu:
1. Pengambilan  iodida  secara  aktif  dari  dalam  darah  dan meningkatkan  kadarnya  di  dalam  kelenjar  tiroid. Contoh goitrogen yang  menghambat  sintesis  hormon tiroid pada fase ini adalah tiosianat dan isotiosianat.
2. Iodida    yang  telah  dipekatkan  di  kelenjar  tiroid  akan mengalami  oksidasi  dan    diikatkan  pada  asam  amino tirosin  (yang  terdapat  di  dalam  molekul  tiroglobulin) menjadi monoiodotyrosine (MIT)  dan diiodotyrosine (DIT).  Senyawa-senyawa  ini  merupakan  cikal-bakal hormon tiroid aktif. Proses ini disebut organifikasi dan diperantari  oleh  ensim  tiroperoksidase.  Contoh goitrogen yang  menghambat  sintesis  hormon  tiroid pada  fase  ini  adalah  golongan  flavonoid,  disulfida- alifatik dan goitrin .
3. Pelepasan hormon tiroid dari molekul tiroglobulin, agar dapat aktif bekerja di tempat yang dibutuhkan. Contoh goitrogen yang  bekerja  pada  fase  ini  adalah  iodium dosis besar dan lithium.
Goitrogen yang  bekerja  secara  tidak  langsung  pada kelenjar  tiroid  dapat  melalui  hambatan  pada  sekresi  TSH atau  mengurangi  efek  TSH  terhadap  sel    tirosit.  Contoh goitrogen kelompok  ini  termasuk  dinitrofenol  (DNP)  dan polimer  flavonoid.   Hormon  tiroid yang telah dilepaskan oleh  kelenjar  tiroid  akan  diikat  oleh  molekul  protein  di dalam darah.  Agar dapat aktif di jaringan, ikatan tersebut
harus dibebaskan, sehingga hormon tiroid dapat masuk ke dalam sel.  DNP juga menganggu proses ini. Hormon tiroid yang beredar di dalam darah  terdiri dari tetraiodotyronine (T4)  dan  triiodotyronine  (T3).  T3  ini  yang  lebih  aktif  di dalam  sel.  Perubahan  T4  menjadi  T3  memerlukan  ensim deiodinase.  Hambatan  pada  enzim  ini  akan  menurunkan aktivitas  hormon  tiroid.  Contoh  goitrogen  kelompok  ini adalah flavonoid (Gaitan, 1989, p 7).

## Goitrogen dan bahan makanan
Kobis  yang  diberikan  sebagai  pakan  pada  marmot  di laboratorium  dapat  menyebabkan  pembesaran  kelenjar tiroid  (goiter)  pertama  kali  ditemukan  oleh  Chesney et  al pada tahun 1928 (Chesney et al, 1928, p 261). Setelah itu berbagai  penelitian  menggunakan  marmot  dan  tikus menunjukkan  bahwa  berbagai  macam  sayuran  dan  biji- bijian yang menjadi makanan sehari-hari dapat menyebabkan gondok(Greer, 1956, p 440)). Saat ini telah diketahui  lebih  dari  300  senyawa  bersifat  goitrogenik (Konijn et al, 1973, p 382). Yang paling banyak dijumpai dalam bahan makanan dan telah dicobakan pada binatang percobaan  termasuk  ke  dalam  golongan antithyroid sulfurated compounds (Ermans dan Bourdoux, 1989, p 15). Termasuk  kelompok  ini  adalah  tiosianat,  isotiosianat, goitrin dan  disulfide  alifatik.  Tiosianat  berasal  dari glukosinolate oleh ensim tioglukosidase dapat menghasilkan progoitrin . Progoitrin ini  oleh  kuman  di dalam  lumen  usus  seperti Escherichia  coli dan Proteus vulgaris dapat  diubah  menjadi  goitrin  yang  bersifat goitrogenik.    Di  Indonesia  sayuran  yang  banyak mengandung  tiosianat  adalah  kobis,  kembang  kobis  dan brokoli. Kandungan tiosianat pada kobis 4 gr per 100 gram, sementara    kembang  kobis  mengandung    8  gr/100  gram bahan  mentah  (Ermans  dan  Bourdoux,  1989,  p  18). Tiosianat juga dapat berasal dari glikosida sianogenik, yang banyak terdapat di dalam singkong, ubi manis dan rebung. Singkong  berperan  penting  di  dalam  kejadian  gondok  di pulau Idjwi, Republik Kongo (Delange dan Ermans, 1971, p  1358).  Glikosida  sianogenik  di  dalam  singkong  adalah linamarin yang oleh ensim linamarase menghasilkan asam sianida  (HCN)  yang  sangat  beracun,  maka  tubuh  akan mengubahnya  menjadi  SCN - yang  kurang  beracun. Linamarin juga dapat dipecah sempurna dan menghasilkan HCN  oleh  bakteri  usus  seperti  golongan Klebsiella . Tiosianat  telah  dibuktikan  menghambat  ambilan  ( uptake ) iodide oleh kelenjar tiroid.  Pengaruh buruk ini dapat diatasi dengan menambahkan iodium dalam makanan. Kelompok kedua  adalah  isotiosianat  yang  banyak  terdapat  dalam minyak  mustard  yang  memiliki  bau  khas.  Alil-tiosianat terdapat dalam minyak mustard yang terdapat dalam kobis. Detoksikasi  senyawa  ini  juga  menghasilkan  SCN - seperti halnya  pada  tiosianat.  Kelompk  ketiga  adalah goitrin . Goitrin berasal dari progoitrin yang terdapat dalam kobis dan  keluarga  Brassica  lainnya.  Goitrin  telah  terbukti menyebabkan  gondok  endemik  pada  anak  sekolah  di Tasmania  yang  resiten  terhadap  suplementasi  iodium (Erman dan Bourdoux, 1989, p 27). Kelompok berikutnya adalah  disulfida  alifatik  yang  terdapat  dalam  berambang dan  bawang.    Senyawa  ini  menghambat  ensim tiroperoksidase.
Selain antithyroid  sulfurated  compounds bahan makanan  juga  mengandung flavonoids . Flavonoid adalah pigmen yang memberi warna  tumbuh-tumbuhan, baik itu buah-buahan maupun sayuran dan biji-bijian (Cody, 1989, p  36). Flavonoids terdapat  pada  daun,  batang,  bunga  dan biji  tanaman  dan  merupakan  bagian  tak  terpisahkan  dari diet  manusia  baik  di  negara  maju  maupun  negara berkembang. Flavonoids menurut struktur kimianya dapat dibagi  menjadi  6  kelompok,  yaitu :    flavanones,  flavones, anthocyanidins,  isoflavomnes,  chalcones dan aurones (Cody, 1989, 38-40). Flavanones terdapat  misalnya pada anggur dan jeruk. Flavones terdapat dalam daun tanaman golongan serealia. Anthocyanidins terutama terdapat dalam sayuran  berdaun,  serealia,  tuber  (umbi)  dan  buah  yang matang. Catechins adalah anthocyanidins yang terdapat di dalam daun teh, yang banyak diminum oleh masyarakat di Indonesia. Isoflavones banyak dijumpai pada buah polong, yang paling populer di Indonesia adalah kedelai dan hasil olahannya. Chalcones dan Aurones banyak  terdapat  pada bunga tanaman. Cara kerja flavonoids menghambat sintesis hormon  tiroid  pada  fase  organifikasi  iodium,  karena  itu suplementasi  iodium  seringkali  tidak  berhasil  mencegah efek  goitrogeniknya.  Bahan  makanan  tertentu  dapat mengandung  beberapa  macam  senyawa goitrogen . Senyawa ini bila dimakan oleh sapi dapat masuk ke dalam tubuh  manusia  terutama  anak-anak  melalui  susu  sapi (Sarne,  2010,  p  10).  Mengingat  begitu  banyaknya goitrogen di  dalam  makanan  maka  perlu  dilakukan penelitian di daerah endemik kekurangan iodium, terutama yang  tidak  terjangkau  oleh  garam  beriodium  untuk mengetahui  bahan  makanan  goitrogenik  yang  sering dikonsumsi  masyarakat.  Pada  tahun  2013  kami  meneliti pada anak  sekolah dasar di kecamatan Ngargoyoso dengan menggunakan food frequency questionnaire dan mendapatkan  hasil  bahwa  tempe,  tahu,  singkong,  daun singkong,  kobis,  brokoli,  bawang  dan  tomat  merupakan bahan makanan yang sering dikonsumsi oleh anak sekolah dasar.
Goitrogen di    dalam  bahan  makanan  dapat menjelaskan tiga hal penting di masyarakat, yaitu:
1. Prevalensi gondok endemik bervariasi, meskipun suatu daerah sama-sama kekurangan iodium;
2. Gondok  endemik  seringkali  menetap  meskipun  suatu daerah telah lama mendapatkan suplementasi  iodium;
3. Gondok  endemik  dapat  terjadi  di  daerah  yang  tidak kekurangan iodium.
Bahan  makanan  yang  secara  epidemiologis  dapat dibuktikan menyebabkan gondok endemik adalah singkong ( cassava )  dan  cantel  ( millet ).  Singkong  perlu  mendapat perhatian  di  Indonesia  ,karena  masih  banyak  penduduk makan  singkong  dan  masih  banyak  “kantong”  gondok endemik  di  pedesaan  di  Indonesia.  Pada  tahun  1980 produksi singkong dunia 118 juta ton, 90%-nya berasal dari 25  negara,  di  mana  4  negara  menghasilkan  53,4%. Indonesia merupakan negara kedua setelah Brasil,  dengan jumlah  produksi  11,2%  dari  seluruh  produksi  singkong dunia (Delange, 1989, p 174). Bukti epidemiologis sebagai penyebab  gondok  endemik  di  jumpai  pada  penelitian  di Nigeria,  Zaire  dan  Malaysia.  Di  negara  tersebut  terdapat
perbedaan  mencolok  di  daerah-daerah  yang  sama-sama kekurangan iodium, tetapi berbeda konsumsi singkongnya. Singkong  mengandung  glikosida  sianogenik  (linamarin) yang  oleh  tubuh  diolah  menghasilkan  isotiosianat  (SCN - ) yang akan dikeluarkan melalui urine. SCN - yang tertimbun di kelenjar tiroid akan mengganggu sintesis hormon tiroid. Bila  berlangsung  lama  dapat  menimbulkan  pembesaran kelenjar tiroid (gondok).  Beruntunglah nenek moyang kita telah mengetahui cara-cara mengurangi kadar racun dalam singkong.  Singkong  yang  “pahit”  mengandung  lebih banyak  HCN  dibanding  dengan  singkong  “manis”. Kandungan  HCN  yang  dihasilkan  singkong  dapat dikurangi  dengan  pengolahan.  Berikut  hasil  penelitian  di daerah Ubangi, Zaire (Tabel 1):
Tabel  1.  Kadar  sianida  di dalam  bahan  makanan  segar  dan  siap makan di Ubangi, Zaire
Macam makanan HCN (mg/kg) Singkong “pahit” segar 74,5±7,0 Singkong  “manis” segar 32,9 ± 0,7 Daun singkong segar 92,1 ± 21,6 Singkongd diolah, tidak direndam 14,2 ± 0,7 Singkong diolah dan direndam 3,5 ± 0,4 Daun singkong direbus 8,5 ± 0,7 Sumber: Delange, 1989.
Berbeda  dengan  singkong,  cantel  mengandung glikosilflavone yang menghambat aktivitas ensim tiroperoksidase. Bukti epidemiolgois dijumpai  di provinsi Darfur,  Sudan.  Cantel  juga  dijumpai  di  Indonesia, meskipun  tidak  sepopuler  singkong.    Sebaliknya  kedelai, meskipun  banyak  percobaan  binatang  menunjukkan  efek goitrogeniknya, belum pernah dilaporkan bukti epidemiologisnya.  Dari  percobaan  binatang  diketahui bahwa kedelai dengan kulit berwarna (kedelai lokal) lebih goitrogenik  dari  kedelai  tidak  berwarna  (kedelai  impor). Masih  diperlukan  banyak  bukti  epidemiologis  sebelum suatu bahan makanan dinyatakan bersifat goitrogenik bagi penduduk di suatu daerah. Oleh karena itu perlu pengujian efek  goitrogenik  tanaman  lokal  yang  tumbuh  di  suatu daerah, apalagi bila daerah tersebut diketahui kekurangan iodium.  Secara  garis  besar  ada  dua  cara  pengujian  efek goitrogenik  bahan  makanan  yang  sudah  dilakukan  para ahli, yaitu pengukuran secara in vitro dan in vivo (Gaitan, 1989, p 7-10).

## In Vitro Assays
Pengukuran ini dilakukan di luar tubuh hewan (penelitian pada  tubuh  manusia  tidak  dimungkinkan  secara  etik). Termasuk pengukuran ini adalah:
1. Penghambatan  ensim  tiroperoksidase  (TPO).  Cara  ini dapat dipakai untuk mengetahui senyawa terduga yang menghambat sintesis hormon tiroid pada fase oksidasi iodide dan pembentukan MIT, DIT dan hormon tiroid di dalam kelenjar tiroid.
2. Penghambatan  metabolisme  iodium  di  dalam  kelenjar tiroid.  Pengukuran  meliputi  ambilan  iodium  ( uptake ), oksidasi  iodida  dan  organifikasi,  penggabungan ( coupling ) MIT dan DIT menjadi hormon tiroid aktif.
3. Penghambatan deiodinasi hormon tiroid aktif. Hormon tiroid  terdiri  dari  2  macam  hormon  yaitu  T4  dan  T3. Deiodinasi diperlukan untuk mengubah T4 menjadi T3 yang lebih aktif di jaringan tepi.
Pada ketiga cara pengukuran tersebut diatas bahan yang diduga  dicobakan  pada  kelenjar  tiroid  binatang,  diluar tubuh.

## In Vivo Assays
Pengukuran  di  dalam  tubuh  hewan  percobaan.  Termasuk pengukuran ini adalah:
1. Penekanan  aktifitas  kelenjar  tiroid,  bisa  dipakai  tikus (rat)  dan  mencit  (mice).  Hambatan  dapat  berupa ambilan, organifikasi maupun pelepasan hormon tiroid. Pemberian  senyawa  terduga  dilakukan  segera  ( acute ), dan dapat  secepatnya diperiksa hasilnya.
2. Goitrogenisitas  dan  aktifitas  antitiroid.  Biasanya dipakai tikus (rat). Senyawa terduga diberikan sedikit- sedikit  untuk  waktu  yang  lama  (±  30  hari),  baru kemudian diperiksa hasilnya.

## PENUTUP
Pemilihan pengukuran tergantung pada fasilitas laboratorium  yang  tersedia.  Di  Indonesia  tidak  banyak laboratorium  yang  memiliki  iodium  radioaktif  yang memerlukan  alat  pengukur  dan  pengaman  canggih. Pemilihan cara pengukuran juga dipengaruhi oleh biaya. Di saat  dana  penelitian  di  Indonesia  masih  terbatas pengukuran  in  vivo  lebih  murah,  meskipun  perlu  waktu yang lebih lama.

## DAFTAR PUSTAKA
Chesney, A.M., Clawson, T.A. ad Webster, B. (1928). Endemic goiter in rabbits; incidence and characteristics. Bulletin John Hopkins Hospital 43:261.
Cody,  V.  (1989).  Physical  and  conformational  properties  of flavaonoids.  In:  Gaitan  (ed): Environmental  goitrogenesis , pp 36-43. CRC Press Inc. Boca Raton, Florida.
Delange, F. & Ermans, A.M. (1971). Role of dietary goitrogen in the  etiology  of  endemic  goiter  on  Idjwi  island. American Journal of Clinical Nutrition , 24: 1354-1360.
Delange,  F.  (1989).  Cassava  and  the  Thyroid,  pp  179-194.  In: Gaitan  (ed): Environmental  goitrogenesis ,  pp  4-11.  CRC Press Inc. Boca Raton, Florida.
Erman,  A.M.  &  Bourdoux,  P.  (1989).  Antithyroid    Sulphurated Compounds.  In: Gaitan (ed): Environmental goitrogenesis , pp 15-31. CRC Press Inc. Boca Raton, Florida.
Gaitan,  E.  &  Cooksey,  R.C.  (1989).  General  concept  of environmental goitrogenesis. In: Gaitan (ed): Environmental goitrogenesis , pp 4-11. CRC Press Inc. Boca Raton, Florida.
Greer, M.A. (1956). Goitrogenic Substances in Food.  American Journal of Clinical Nutrition , pp 440-444. Download from ajcn.nutrition.org, January 23, 2013.
Konijn,  A.M.,  Gershon,  B.,  &  Guggenheim,  K.  (1973).  Further Purification and Mode of Action of a Goitrogenic Material from Soybean Flour. Journal of Nutrition 103:378-383.
Sarne, D. (2010). Effects of Environment, Chemicals and Drugs on  Thyroid  Function .  www.  thyroidmanager.org    Diakses pada tanggal 2 Juli 2015.
WHO  /NMH/NHD/EPG.  (2014).  Goitre  as  a determinant  of  the prevalence  and  severity  of  iodine  deficiency  disorders  in populations, pp 1-6.