sulfur S, sehingga jika diformulasikan secara kimia rokok yaitu sebagai C
v
H
w
O
t
N
y
S
z
Bindar, 2000. Asap rokok yang diisap oleh perokok mengandung asap utama dan asap
sampingan yaitu asap yang keluar dari ujung rokok yang terbakar dan diisap oleh orang yang ada disekitar perokok Anonim, 2000. Asap rokok utama
mainstream cigarette smoke terdiri dari 8 fase tar dan 92 fase gas. Asap rokok fase tar ini mengandung nikotin, tar dan lebih dari 10
17
radikal bebas di dalamnya. Di dalam ruangan lingkungan perokok, udara terdiri dari 85 asap
rokok sampingan sidestream cigarette smoke dan 15 mainstream cigarette smoke Valavanidis dkk., 2009.
2.5.2 Radikal bebas dalam rokok
Secara biokimia, proses pelepasan elektron dari suatu senyawa disebut oksidasi. Sementara proses penangkapan elektron disebut reduksi. Senyawa yang
dapat menerima atau menarik elektron disebut oksidan. Oksidan dapat mengganggu integritas sel karena dapat bereaksi dengan komponen-komponen sel
yang penting untuk mempertahankan kehidupan sel, maupun komponen struktural Oksidan dalam pengertian ilmu kimia adalah senyawa penerima elektron
electron acceptor, yaitu senyawa yang dapat menarik elektron. Sebaliknya radikal bebas adalah atom molekul kumpulan atom yang memiliki elektron yang
tidak berpasangan atau unpaired electron. Sifat radikal bebas yang mirip dengan oksidan adalah kecenderungannya untuk menarik elektron. Itulah sebabnya,
radikal bebas digolongkan dalam oksidan. Namun tidak setiap oksidan adalah radikal bebas Suryohudoyo,2000
Oksidan yang dapat merusak sel berasal dari berbagai sumber yaitu: proses fisiologis, proses peradangan, dan yang berasal dari luar tubuh seperti polutan,
obat-obatan, dan asap rokok. Yang dimaksud dengan radikal bebas adalah suatu senyawa atau molekul yang mengandung satu atau lebih elektron yang tidak
berpasangan pada orbital luarnya. Radikal bebas lebih berbahaya dibandingkan dengan senyawa oksidan non radikal. Radikal bebas memiliki dua sifat utama,
yaitu reaktivitas tinggi, karena kecenderungannya menarik elektron; dan dapat mengubah suatu melokul menjadi suatu radikal.
Berkaitan dengan tingginya reaktivitas senyawa radikal bebas tersebut mengakibatkan terbentuknya senyawa radikal baru. Bila radikal baru bertemu
molekul lain akan terbentuk radikal baru lagi, dan seterusnya sehingga akan terjadi reaksi berantai chain reaction. Bila elektron yang berikatan dengan
radikal bebas berasal dari senyawa yang berikatan kovalen akan sangat berbahaya karena ikatan digunakan bersama
–sama pada orbital luarnya. Umumnya senyawa yang memiliki ikatan kovalen adalah molekul-molekul besar seperti lipid, protein
dan DNA. Diantara senyawa oksigen reaktif, radikal hidroksil merupakan senyawa yang paling berbahaya karena reaktivitasnya sangat tinggi.
Radikal bebas menyebabkan kerusakan oksidatif pada lipid, protein, dan asam nukleat. Ketidakseimbangan antara antioksidan dan senyawa oksigen reaktif
menghasilkan stress oksidatif, penyebab kanker, penuaan, artherosclerosis, cedera
iskemik, peradangan dan penyakit degeneratif Parkinson dan Alzheimer Pangkahila, 2007.
Stres oksidatif adalah suatu keadaan ketika jumlah antioksidan tubuh kurang dari yang diperlukan untuk meredam efek buruk radikal bebas yang dapat
merusak membran sel, protein dan DNA yang berakibat fatal bagi kelangsungan hidup sel jaringan. Bila terjadi dalam waktu yang berkepanjangan akan terjadi
penumpukan hasil kerusakan oksidatif di dalam sel dan jaringan yang menyebabkan seljaringan kehilangan fungsinya dan mati. Penumpukan hasil
kerusakan tadi akan bertambah dengan bertambahnya umur, merupakan penyebab utama proses penuaaan Bagiada, 2001
Ketidakseimbangan antara oksidan dan antioksidan, secara potensial dapat menyebabkan kerusakan. Radikal bebas terbentuk sebagai hasil metabolisme
aerobik normal, namun dapat juga diproduksi dalam jumlah banyak pada keadaan patofisiologis.
Rokok mengandung oksidan atau radikal bebas yang sangat tinggi. Asap rokok ini mengandung lebih dari 10
17
radikal bebas per gram dan lebih dari 10
15
radikal bebas setiap hisapannya Valavanidis dkk., 2009. Radikal bebas yang terkandung dalam asap rokok antara lain aldehida, epoxida, peroxida, nitrit
oksida, radikal peroksil, dan radikal yang mengandung karbon ada dalam fase gas Arief, 2007. Berdasarkan studi laboratorium terhadap kandungan radikal bebas
dari asap rokok dengan menggunakan electron spin resonance Leybold Heracus didapatkan hasil rokok jenis kretek mengandung radikal oksigen, oksigen singlet,
karbondioksida dan Mn
2
O
2
Muthmainnah dkk, 2014.
Proses pembakaran rokok tidaklah berbeda dengan proses pembakaran bahan-bahan padat lainnya. Rokok yang terbuat dari daun tembakau kering, kertas
dan zat perasa, dapat dibentuk dari unsur Carbon C, Hidrogen H, Oksigen O, Nitrogen N dan Sulfur S serta unsur-unsur lain yang berjumlah kecil. Rokok
secara keseluruhan dapat diformulasikan secara kimia yaitu sebagai CvHwOtNySzSi Bindar, 2000.
Dua reaksi yang mungkin terjadi dalam proses merokok adalah: Pertama, reaksi rokok dengan oksigen membentuk senyawa-senyawa seperti CO
2
, H
2
O, NOx, SOx, dan CO. Reaksi ini disebut reaksi pembakaran yang terjadi pada
temperatur tinggi yaitu diatas 800°C. Reaksi ini terjadi pada bagian ujung atau permukaan rokok yang kontak dengan udara. Skema reaksi kimia yang terjadi
digambarkan seperti di bawah ini.
CvHwOtNySzSi + O2 - CO2+ NOx+ H2O + SOx + SiO2 abu pada suhu 800°C
Reaksi yang kedua adalah reaksi pemecahan struktur kimia rokok menjadi senyawa kimia lainnya. Reaksi ini terjadi akibat pemanasan dan ketiadaan
oksigen. Reaksi ini lebih dikenal dengan pirolisa. Pirolisa berlangsung pada temperatur yang lebih rendah dari 800°C. Sehingga rentang terjadinya pirolisa
pada bagian dalam rokok berada pada area temperatur 400-800°C. Ciri khas reaksi ini adalah menghasilkan ribuan senyawa kimia yang strukturnya komplek. Bagan
reaksinya seperti di bawah ini. CvHwOtNySzSi - 3000-an senyawa kimia lainnya + panas produk
pada suhu 400-800°C
Walaupun reaksi pirolisa tidak dominan dalam proses merokok, tetapi banyak senyawa yang dihasilkan tergolong pada senyawa kimia yang beracun
yang mempunyai kemampuan berdifusi dalam darah. Proses difusi akan berlangsung terus selagi terdapat perbedaan konsentrasi. Tidak perlu disangkal
lagi bahwa titik bahaya merokok ada pada pirolisa rokok. Sebenarnya produk pirolisa ini bisa terbakar bila produk melewati temperatur yang tinggi dan cukup
akan Oksigen. Hal ini tidak terjadi dalam proses merokok karena proses hirup dan gas produk pada area temperatur 400- 800°C langsung mengalir ke arah mulut
yang bertemperatur sekitar 37°C Bindar, 2000. Selain reaksi kimia, juga terjadi proses penguapan uap air dan nikotin yang
berlangsung pada temperatur antara 100-400°C. Nikotin yang menguap pada daerah temperatur di atas tidak dapat kesempatan untuk melalui temperatur tinggi
dan tidak melalui proses pembakaran. Terkondensasinya uap nikotin dalam gas tergantung pada temperatur, konsentrasi uap nikotin dalam gas dan geometri
saluran yang dilewati gas Bindar, 2000; Wang, 2000. Pada temperatur dibawah 100°C nikotin sudah mengkondensasi, sehingga
sebelum gas memasuki mulut, kondensasi nikotin telah terjadi. Berdasarkan keseimbangan, tidak semua nikotin dalam gas terkondensasi sebelum memasuki
mulut sehingga nantinya gas yang masuk dalam paru-paru masih mengandung nikotin. Sesampai di paru-paru, nikotin akan mengalami keseimbangan baru, dan
akan terjadi kondensasi lagi Bindar, 2000. Radikal aldehid dalam rokok menyebabkan sekresi dari sitokin proinflamasi
oleh sel-sel saluran alveolar dan merangsang aktivasi sel radang akut seperti
neutrofil dan eosinofil Toorn dkk., 2013. Radikal karbonmonoksida menyebabkan kerusakan jaringan dilihat dari peningkatan produk peroksidasi
lipid dan degradasi protein matrik ekstraseluler Vaart dkk., 2004. Radikal dalam fase tar dapat mengikat molekul DNA dan mengakibatkan mutasi yang berujung
pada pathogenesis penyakit kanker Martin, 2008. Asap rokok banyak mengandung radikal bebas baik pada komponen tar
maupun komponen gas. Selain itu, komponen tar juga mengandung ion besi yang dapat mengkatalisa pembentukan radikal peroksil dan hidrogen peroksida
Valavanidis dkk., 2009. Semiquinon dan hidroquinon pada tar juga dapat melepaskan ion besi dan protein feritin sehingga lebih banyak ion besi yang bebas
Ghio dkk., 2008. Radikal bebas yang berasal dan asap rokok masuk ke dalam paru melalui saluran nafas, kemudian dibawa oleh aliran darah menuju ke jantung
dan diedarkan ke seluruh tubuh Ghio dkk., 2008; Valavanidis dkk., 2009. Radikal bebas menyerang membran plasma yang terdiri dari komponen
lipid dan komponen protein. Komponen lipid akan mengalami peroksidasi dengan cara menarik atom H
+
dari rantai samping PUFA, menghasilkan radikal karbon. Kemudian radikal karbon akan bereaksi dengan oksigen menjadi radikal peroksil,
inilah yang menyerang ulang rantai samping PUFA menghasilkan radikal karbon baru dan peroksida lipid Ayala dkk., 2014. Reaksi ini akan berlangsung terus
secara berantai dan berakhir bila bertemu dengan radikal bebas lain atau dengan antioksidan. Komponen protein yang berfungsi sebagai kanal ion, pompa ion,
reseptor, enzim, pembangkit energi, akan teroksidasi pada bagian yang mempunyai gugus sulfhidril menjadi ikatan disulfida, yang akan menyebabkan
ikatan silang cross link antar molekul protein, menyebabkan degradasi depolimerisasi protein, dan sifat protein menjadi kaku dan mudah putus, sehingga
protein membran akan kehilangan berbagai fungsinya. Keadaan tersebut akan menyebabkan kanal ion terbuka, maka diduga kuat Ca
2+
ekstra seluler yang mempunyai konsentrasi lebih tinggi dari sitosol akan masuk ke dalam sel,
sehingga Ca
2+
di dalam sitosol akan meningkat Burlando dkk., 2001; Selvam, 2002; Kaplan dkk., 2003.
Radikal bebas masuk ke dalam sel, akan merusak komponen-komponen int raseluler seperti sitosekleton, organella, protein non membran, molekul ades,
enzim-enzim dan DNA. Radikal bebas akan menyerang komponen enzim terutama ATPase yang tersusun dari rangkaian asam amino yang mengandung
gugus sulfhidril, sehingga ATPase menjadi inaktif, maka fungsinya sebagai pengendalian Ca
2+
sitosol akan terganggu. Dengan terganggunya peran regulasi Ca
2+
maka akan terjadi peningkatan Ca
2+
di dalam sitosol Kaplan dkk., 2003; Megala dan Geetha, 2010.
Kerusakan sel yang mekanismenya didasari oleh kerusakan membran sel adalah nekrosis. Pada pemaparan asap rokok kapasitas proteksi antioksidan juga
tertekan. Senyawa aldehid dalam asap rokok dapat menekan SOD yang berfungsi sebagai antioksidan enzimatik. Selain itu, pada perokok terdapat penurunan kadar
vitamin C. Hal ini akan semakin memperparah nekrosis sel hepar akibat radikal bebas Ruiz dkk., 2010; Bhandary dkk., 2013.
2.5.3 Hubungan antara rokok dan kadar Nitric Oxide NO
