TUGAS JURNAL

Yesica NIM : 0861050191

[OKSIGEN RADIKAL BEBAS]

OKSIGEN RADIKAL BEBASABSTRAKOksigen dibutuhkan untuk kehidupan sel, akan tetapi ironisnya oksigen dapat pula menyebabkan kematian sel. Bila jaringan yang mengalami hipoksia diberi perfusi oksigen, dapat menyebabkan terjadinya kerusakan yang lebih berat. Hal ini disebabkan oleh terbentuknya superoksida (OZ) suatu oksigen radikal bebas yang sangat sitotoksik. Radikal bebas dan sejenisnya diproduksi dalam sistem biologis pada pertahanan anti mikroba, melalui aksi monooksigenase yang berfungsi ganda, oleh berbagai enzim oksidatif seperti xanthine oxidase, dan autooksidasi dengan mediator bahan logam berat atau quinines. Pada konsentrasi tinggi radikal bebas dan bahan sejenisnya berbahaya bagi mahluk hidup dan merusak semua bagian pokok sel. Ada berbagai sumber dari peningkatan radikal bebas, termasuk logam tertentu (seperti besi), asap rokok, polusi udara, obat-obat tertentu, racun, highly processed foods dan bahan tambahan makanan, sinar ultraviolet, dan radiasi. Untuk itu, akan dibahas tentang oksigen radikal bebas dalam tulisan ini.

PENDAHULUANPada proses metabolisme normal, tubuh memproduksi partikel kecil dengan tenaga besar yang disebut sebagai radikal bebas. Atom atau molekul dengan elektron bebas ini dapat digunakan untuk menghasilkan tenaga dan beberapa fungsi fisiologis seperti kemampuan untuk membunuh virus dan bakteri. Namun oleh karena mempunyai tenaga yang sangat tinggi, zat ini juga dapat merusak jaringan normal apabila jumlahnya terlalu banyak. Bila oksigen (O2) mengalami reduksi univalen maka akan terbentuk superoksida yaitu ion oksigen radikal (OZ) yang sangat sitotoksik (Friedovich, 1975). Superoksida terbentuk apabila Flavin tereduksi (reduced Flavin) mengalami reoksidasi univalen oleh molekul O2. Dalam keadaan jaringan mengalami kekurangan oksigen (hipoksia), maka jumlah Flavin tereduksi akan meningkat. Bila jaringan seperti ini mendapat suplai oksigen yang cukup banyak secara tiba-tiba maka superoksida dapat terbentuk dalam jumlah yang cukup banyak untuk menyebabkan terjadinya kerusakan pada jaringan dengan akibat-akibatnya.

METABOLISME OKSIGENOksigen di dalam tubuh diperlukan :

1

Yesica NIM : 0861050191


Pada setiap penambahan elektron kepada molekul O2 akan dihasilkan senyawa yang sangat reaktif di dalam keberadaan H+. Penambahan satu elektron pertama kepada molekul O2 akan menyebabkan terbentuknya anion radikal superoksida (O2). Elektron yang kedua akan menghasilkan H2O2 dan elektron yang ketiga menghasilkan hidroksil radikal (OH+).Biasanya sitokhrom oksidase akan menghalangi senyawa radikal ini dengan mengadakan interaksi dengan molekul-molekul di sekitarnya atau akan dieliminir oleh enzim-enzim pembersih (scavenger enzymes) seperti superoksida dismutase (SOD), katalase atau glutation peroksidase. Dalam keadaan normal oksigen akan bertindak sebagai akseptor terakhir dari elektron pada rantai pernafasan sel (Respiratory Chain) dan bersama-sama dengan 2 H+ akan membentuk 1 molekul H2O. Respiratory Chain (RC) adalah suatu rangkaian (sequence) reaksi enzimatik yang bertujuan untuk mengeliminasi elektron yang ditarik dari suatu zat (substrat). Enzim-enzim yang bertanggungjawab atas terselenggaranya RC adalah enzim dari kelompok dehidrogenase anerobik, dehidrogenase erobik (yang FAD dependent) dan sitokhrom Superoxide dismutase dijumpai pada hampir semua jaringan dan terdapat pada kompartemenkompartemen sel yang berbeda-beda seperti sitosol dan mitokondria. Enzim ini mempunyai fungsi seolah-olah mencegah terjadinya pengaruh merusak dari superoksida yang terbentuk.

HIPOKSI DAN REPERFUSI OKSIGENHears dkk (1973) menunjukkan bahwa perfusi terhadap jantung yang iskemi dengan cairan anoksik tidak menimbulan kerusakan miokard ataupun gangguan enzimatik selain daripada kerusakan yang ditimbulkan oleh iskemi itu sendiri; akan tetapi sebaliknya, bila miokard yang iskemi itu diperfusi dengan oksigen maka segera akan terjadi pelepasan enzim yang banyak dan terjadi kerusakan ultrastruktur miokard. Floyd (1984) juga membuktikan bahwa reaksi kimia dan kerusakan jaringan otak tidak akan terjadi hanya oleh iskemi (hipoksi), tetapi bila diberi reperfusi oksigen akan terjadi kerusakan. Reperfusi terhadap miokard yang iskemik juga disertai dengan gangguan fungsional seperti pengembalian yang tidak sempurna aliran darah ke daerah yang terkena infark (Kloner dkk, 1974), perpanjangan waktu antara kontraksi miokard (Braunwald dkk, 1982) arrythmia (Manning, 1984) atau gangguan fungsi endotel seperti menurunnya permeabilitas pada arteri-arteri koroner (Ku dkk, 1982). Penggunaan bahan farmakologik seperti SOD (Ambrosio dkk, 1984), SOD bersama catalase (Jolly dkk, 1984), fluosol (Forman dkk, 1985) atau adenosine (Olafson dkk, 1987) pada saat reperfusi ternyata dapat mengurangi besarnya ukuran infark dan ini menunjukkan bahwa kerusakan-kerusakan di atas (selain yang disebabkan oleh iskemi itu sendiri) dapat dipastikan terjadi oleh karena reperfusi oksigen. Jika dalam keadaan hipoksi, diberikan reperfusi oksigen maka secara tiba-tiba banyak sekali. oksigen yang mengalami reduksi univalen. Hal ini akan menyebabkan terbentuknya superoksida dan2

Yesica NIM : 0861050191


metabolit oksigen radikal lainnya. Xantin oksidase yang tereduksi akan mengalami oksidasi univalen dan akan terbentuk superoksida (O2). Oleh karena pada saat yang bersamaan terdapat juga xantin yang cukup banyak maka oksidasi univalen terhadap xantin oksidase juga akan terus berlangsung dan produksi superoksida terus meningkat. Tubuh tidak dapat mengeliminasi metabolit oksigen radikal tersebut secara sempurna dan terjadilah kerusakan-kerusakan jaringan yang disebabkan oleh metabolit oksigen radikal yang berlebihan itu.

SUMBER RADIKAL BEBASRadikal bebas yang ada ditubuh manusia berasal dari 2 sumber : a. Endogen b. Eksogen a. Sumber endogen 1. Autoksidasi : Merupakan produk dari proses metabolisme aerobik. Molekul yang mengalami autoksidasi berasal dari katekolamin, hemoglobin, mioglobin, sitokrom C yang tereduksi, dan thiol. Autoksidasi dari molekul diatas menghasilkan reduksi dari oksigen diradikal dan pembentukan kelompok reaktif oksigen. Superoksida merupakan bentukan awal radikal. Ion ferrous (Fe II) juga dapat kehilangan elektronnya melalui oksigen untuk membuat superoksida dan Fe III melalui proses autoksidasi.1,2 2. Oksidasi enzimatik Beberapa jenis sistem enzim mampu menghasilkan radikal bebas dalam jumlah yang cukup bermakna, meliputi xanthine oxidase (activated in ischemia-reperfusion), prostaglandin synthase, lipoxygenase, aldehyde oxidase, dan amino acid oxidase. Enzim myeloperoxidase hasil aktifasi netrofil, memanfaatkan hidrogen peroksida untuk oksidasi ion klorida menjadi suatu oksidan yang kuat asam hipoklor.4 3. Respiratory burst Merupakan terminologi yang digunakan untuk menggambarkan proses dimana sel fagositik menggunakan oksigen dalam jumlah yang besar selama fagositosis. Lebih kurang 70-90 % penggunaan oksigen tersebut dapat diperhitungkan dalam produksi superoksida. Fagositik sel tersebut memiliki sistem membran bound flavoprotein cytochrome-b-245 NADPH oxidase. Enzim membran sel seperti NADPH-oxidase keluar dalam bentuk inaktif. Paparan terhadap bakteri yang diselimuti imunoglobulin, kompleks imun, komplemen 5a, atau leukotrien dapat3

Yesica NIM : 0861050191


mengaktifkan enzim NADPH-oxidase. Aktifasi tersebut mengawali respiratory burst pada membran sel untuk memproduksi superoksida. Kemudian H2O2 dibentuk dari superoksida dengan cara dismutasi bersama generasi berikutnya dari OH dan HOCl oleh bakteri.5,6 b. Sumber eksogen 1. Obat-obatan : Beberapa macam obat dapat meningkatkan produksi radikal bebas dalam bentuk peningkatan tekanan oksigen. Bahan-bahan tersebut bereaksi bersama hiperoksia dapat mempercepat tingkat kerusakan. Termasuk didalamnya antibiotika kelompok quinoid atau berikatan logam untuk aktifitasnya (nitrofurantoin), obat kanker seperti bleomycin, anthracyclines (adriamycin), dan methotrexate, yang memiliki aktifitas pro-oksidan. Selain itu, radikal juga berasal dari fenilbutason, beberapa asam fenamat dan komponen aminosalisilat dari sulfasalasin dapat menginaktifasi protease, dan penggunaan asam askorbat dalam jumlah banyak mempercepat peroksidasi lemak.2,4 2. Radiasi : Radioterapi memungkinkan terjadinya kerusakan jaringan yang disebabkan oleh radikal bebas. Radiasi elektromagnetik (sinar X, sinar gamma) dan radiasi partikel (partikel elektron, photon, neutron, alfa, dan beta) menghasilkan radikal primer dengan cara memindahkan energinya pada komponen seluler seperti air. Radikal primer tersebut dapat mengalami reaksi sekunder bersama oksigen yang terurai atau bersama cairan seluler.1 3. Asap rokok : Oksidan dalam rokok mempunyai jumlah yang cukup untuk memainkan peranan yang besar terjadinya kerusakan saluran napas. Telah diketahui bahwa oksidan asap tembakau menghabiskan antioksidan intraseluler dalam sel paru (in vivo) melalui mekanisme yang dikaitkan terhadap tekanan oksidan. Diperkirakan bahwa tiap hisapan rokok mempunyai bahan oksidan dalam jumlah yang sangat besar, meliputi aldehida, epoxida, peroxida, dan radikal bebas lain yang mungkin cukup berumur panjang dan bertahan hingga menyebabkan kerusakan alveoli. Bahan lain seperti nitrit oksida, radikal peroksil, dan radikal yang mengandung karbon ada dalam fase gas. Juga mengandung radikal lain yang relatif stabil dalam fase tar. Contoh radikal dalam fase tar meliputi semiquinone moieties dihasilkan dari bermacam-macam quinone dan hydroquinone. Perdarahan kecil berulang merupakan penyebab yang sangat mungkin dari desposisi besi dalam jaringan paru perokok. Besi dalam bentuk tersebut meyebabkan pembentukan radikal hidroksil yang mematikan dari hidrogen peroksida. Juga

4

Yesica NIM : 0861050191


ditemukan bahwa perokok mengalami peningkatan netrofil dalam saluran napas bawah yang mempunyai kontribusi pada peningkatan lebih lanjut konsentrasi radikal bebas.1,2

MEKANISME TERJADINYA KERUSAKAN OLEH RADIKAL BEBASBeberapa teori mengenai mekanisme kerusakan oleh oksigen radikal telah dikemukakan oleh para ahli. Oksigen radikal bebas akan menyebabkan terjadinya degradasi komponen jaringan termasuk kolagen, proteoglycan dan glycosaminoglycan. Sebagai akibatnya hubungan interseluler akan terganggu dan kelompok sel tidak dapat lagi berfungsi dalam suatu kesatuan kerjasama (konsert). Rusaknya jaringan kolagen akan memutuskan hubungan respon kontraksi sel miokard yang mengakibatkan makin beratnya disfungsi jantung. Selain itu kolagenase yang lepas dari lekosit sebagai akibat aktivasi oleh oksigen radikal akan memperburuk keadaan. Kontos (1986) menyebutkan bahwa sekali oksigen radikal terbentuk maka mereka akan bereaksi dengan asam lemak tidak jenuh dari membran sel, protein, enzim dan DNA. Kerusakan sel saraf di otak terjadi sebagai akibat terganggunya aktivitas listrik. Kontos juga menyatakan dugaannya bahwa kerusakan endotel pembuluh darah dan otot polosnya disebabkan oleh dilatasi dari arteriol otak dan rusakya blood-brain barrier. Menurut Floyd jaringan otak sangat rentah terhadap kerusakan oleh oksigen radikal karena jaringan otak sangat kaya akan asam lemak tidak jenuh (peroxidizable fatty acid) dan sangat sedikit mengandung enzim pelindung (protective enzyme). Peroksidasi asam lemak merupakan suatu reaksi berantai yang akan menghasilkan radikal bebas (alkyl radical) R+ dan ROO+ secara terus-menerus yang akan menyebabkan terjadinya peroksidasi selanjutnya. Oksigen radikal bebas akan menyerang protein jaringan dengan berbagai cara. Salah satu di antaranya adalah dengan mengadakan interaksi dengan gugus tiol (SH) yakni suatu gugus yang sangat rentan terhadap gugusan radikal bebas yang menyebabkan terganggunya konformasi protein tersebut. Bila yang terserang adalah enzim maka enzim tersebut akan kehilangan aktivitas katalitiknya, sedangkan bila yang terserang adalah protein yang menyusun struktur membran sel maka aktivitas membran sel akan mengalami gangguan seperti rusaknya reseptor-reseptor pada membran dan berubahnya sifat permeabilitas membran.

USAHA PENCEGAHANZat yang dapat bertindak sebagai pembersih (scavenger) oksigen radikal bebas, telah terbukti dapat mengurangi kerusakan yang diakibatkan oleh oksigen radikal. Dismutase superoksida ternyata telah menunjukkan hasil yang memuaskan dalam mengurangi besarnya kerusakan jaringan akibat5

Yesica NIM : 0861050191


oksigen radikal bebas. Vitamin E, suatu antioksidan juga mempunyai kemampuan untuk bertindak sebagai scavenger, namun untuk dapat mencegah kerusakan jaringan, sebelum terjadinya iskemi diperlukan kadar yang harus cukup tinggi di dalam darah dan di tempat terjadinya kerusakan. Zat-zat yang mengandung gugusan tiol (Sulfhidril = - SH) seperti yang dijumpai pada glutation peroksidase, mempunyai kemampuan untuk memperkecil kerusakan yang disebabkan oleh oksigen radikal bebas. Gugus-SH ini dengan segera bereaksi dengan oksigen radikal bebas sehingga mengurangi kesempatannya untuk merusak komponen sel lainnya. Gugus -SH ini juga dapat mengganggu peroksidasi terhadap asam lemak sehingga kerusakan jaringan dapat dikurangi. Senyawa lain yang mengandung -SH yang perlu mendapat perhatian akan kegunaannya sebagai scavenger oksigen radikal dan radikal bebas lainnya, di antaranya adalah N-2-mercaptopro pionylglycine, N-acetylcysteine dan captopril. Pendekatan lain adalah upaya mengurangi penghasilan oksigen radikal bebas, seperti penggunaan allopurinol yang dapat menghambat kerja xantin oksidase. Penggunaan allopurinol yang juga memerlukan kadar yang cukup tinggi, akan lebih berguna bila ditujukan kepada jaringan-jaringan yang memang telah tinggi kadar xantin oksidasenya seperti otot jantung (Ginsberg).

KESIMPULANOksigen merupakan senyawa yang sangat reaktif sehingga mudah bereaksi dengan unsur maupun senyawa lain. Sehingga ketika oksigen mengalami reduksi univalen, maka akan terbentuk superoksida yang bersifat sitotoksik yang akan merusak jaringan-jaringan.

CRITICAL APPRAISALMenurut saya, selama ini masyarakat umum tidak menyadari bahwa di dalam tubuhnya secara normal menghasilkan partikel kecil dengan tenaga besar yang disebut dengan radikal bebas. Masyarakat umum hanya mengetahui tentang faktor-faktor penyebab radikal bebas yang memberikan dampak buruk bagi kesehatan. Padahal radikal bebas tidak selamanya memberikan pengaruh buruk. Radikal bebas justru menghasilkan tenaga dan dan memiliki kemampuan untuk membunuh virus dan bakteri. Hanya saja jika tenaga yang dimiliki terlalu besar dan jumlahnya terlalu banyak baru memberikan dampak buruk bagi kesehatan dimana merusak sel maupun jaringan dalam tubuh. Untuk itu perlu menghindari faktor-faktor penyebab radikal bebas terbentuk secara berlebihan.

KEPUSTAKAAN1. http://www.kalbe.co.id/files/cdk/files/34_MetabolitOksigenRadikalBebasdanKerusakanJaringa n.pdf/34_MetabolitOksigenRadikalBebasdanKerusakanJaringan.html6

Yesica NIM : 0861050191


2. Dorland, W.A, Newman, Kamus Kedokteran Dorland Edisi 29, Jakarta: Buku Kedokteran

EGC, 2002.3. http://www.pediatrik.com/buletin/06224113752-x0zu6l.pdf.

7

TUGAS JURNAL

Documents

Transcript of TUGAS JURNAL