Radikal bebas dapat terbentuk in-vivo dan in-vitro secara : 1. Pemecahan satu molekul normal secara homolitik menjadi dua. Proses ini
jarang terjadi pada sistem biologi karena memerlukan tenaga yang tinggi dari sinar ultraviolet, panas, dan radiasi ion.
2. Kehilangan satu elektron dari molekul normal 3. Penambahan elektron pada molekul normal
Pada radikal bebas elektron yang tidak berpasangan tidak mempengaruhi muatan elektrik dari molekulnya, dapat bermuatan positif, negatif, atau netral Droge,
2002 dalam Arief, 2006.
2.1.3. Tipe Radikal Bebas
Radikal bebas terpenting dalam tubuh adalah radikalderivat dari oksigen yang disebut kelompok oksigen reaktif reactive oxygen speciesROS, termasuk
didalamnya adalah triplet 3O2, tunggal singlet1O2, anion superoksida O2.-, radikal hidroksil -OH, nitrit oksida NO-, peroksinitrit ONOO-, asam
hipoklorus HOCl, hidrogen peroksida H2O2, radikal alkoxyl LO-, dan radikal peroksil LO-2. Radikal bebas yang mengandung karbon CCL3- yang
berasal dari oksidasi radikal molekul organik. Radikal yang mengandung hidrogen hasil dari penyerangan atom H H-. Bentuk lain adalah radikal yang
mengandung sulfur yang diproduksi pada oksidasi 4glutation menghasilkan radikal thiyl R-S-. Radikal yang mengandung nitrogen jugaditemukan,
misalnya radikal fenyldiazine Proctor, 1984 dan Araujo et. al, 1998 dalam Arief 2006. Tabel 2.1. menunjukkan struktur radikal bebas biologis yang menggangu
sel-sel tubuh.
Universitas Sumatera Utara
Tabel 2.1. Struktur Radikal Bebas Biologis Kelompok Oksigen Reaktif
O
2 -
Radikal superoksida Superoxide Radical -OH
Radikal hidroksil Hydroxyl Radical ROO-
Radikal peroksil Peroxyl Radical H
2
O
2
Hidrogen Peroksida Hydrogen peroxide
1
O
2
Oksigen tunggal Single oxygen NO
Nitrit oksida Nitric oxide ONOO
Nitrit perokside Nitric peroxide HOCl
Asam hipoklor Hypochlorous acid Sumber: Arief, 2006
2.1.4. Sumber Radikal Bebas
Radikal bebas dapat berasal dari: 1. Endogen
a. Mitokondria Di antara berbagai organel dalam sel, mitokondria adalah tempat utama
pembentukan ROS selama proses metabolisme normal. Beberapa studi meyakini bahwa 90 pembentukan ROS dihasilkan di mitokondria
Fletcher, 2010. Fosforilasi oksidatif selular mengakibatkan pengurangan univalen oksigen dan pembentukan ROS. Beberapa reaksi enzimatik lain di
mitokondria juga berperan dalam reduksi univalen atau divalen O
2
sehingga membentuk O
2 -
atau H
2
O
2
. Contohnya, Xantine oksidase dapat menghasilkan O
2 -
atau H
2
O
2
saat mengkonversi hypoxantine menjadi xantine sebelum dikonversi menjadi asam urat Vallyathan dan Shi, 1997.
b. Mikrosom
Universitas Sumatera Utara
Mikrosom merupakan tempat kedua terbanyak dalam memproduksi radikal bebas. Pada saat berlangsungnya proses transpor elektron, terbentuk
O
2 -
dan H
2
O
2
. Autooksidasi dari sitokrom P-450 dan oksidasi dari NADPH oleh NADPH dehidrogenase akan memicu terbentuknya O
2 -
. Aktivasi nukleofil melalu proses reduksi oleh flavin monooxygenase system
merupakan proses lain terbentuknya ROS di mikrosom Vallyathan dan Shi, 1997.
c. Enzim Beberapa enzim dapat memproduksi O
2 -
dalam sel. Dalam keadaan hipoksia, oksidasi xantine dan hipoxantine oleh xantine oksidase
menghasilkan O
2 -
yang akan memicu kerusakan sel. Indole amine dioxgenase, enzim yang umumnya terdapat di jaringan kecuali di hati,
terlibat dalam pembentukan O
2 -
. Tryptophan dehydrogenase yang terdapat di sel hati juga memproduksi O
2 -
ketika bereaksi dengan triptophan Vallyathan dan Shi, 1997.
d. Fagosit Fagosit dapat memproduksi ROS dalam perannya melawan
mikroorganisme, partikel asing, dan stimulus-stimulus lain. Aktivasi fagosit memicu suatu respiratory burst, yang ditandai dengan peningkatan uptake
O
2
, metabolisme glukosa, dan penggunaan NADPH. NADPH-oksidase mengkatalisis reaksi tersebut, dan memicu pembentukan ROS Vallyathan
dan Shi,1997.
2. Eksogen a. 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
Universitas Sumatera Utara
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 Proctor, 1984 dan dalam Arief, 2006.
b. 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 Dorge, 2002 dalam Arief, 2006.
c. 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 meliput i 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
Universitas Sumatera Utara
pembentukan radikal hidroksil yang mematikan dari hidrogen peroksida. Juga ditemukan bahwa perokok mengalami peningkatan netrofil dalam
saluran napas bawah yang mempunyai kontribusi pada peningkatan lebih lanjut konsentrasi radikal bebas Dorge, 2002 dan Proctor, 1984 dalam
Arief, 2006.
2.1.5. Efek Radikal Bebas dalam Tubuh
