Aktivitas antioksidan yang dihasilkan untuk ekstrak metanol adalah 86,84, sedangkan ekstrak kloroform dan etil asetat kurang dari 20 Nurjanah 2003.
Komponen bioaktif taurin juga terdapat pada kerang pisau Solen sp sebesar 0,103 g100 g atau 103 mg100 g Nurjanah et al. 2008. Kandungan
taurin kerang pisau masih lebih rendah dari beberapa jenis ikan dan kerang- kerangan yang lain yaitu pada cumi-cumi 364 mg100 g, Short necked clam 421
mg100 g, Oyster 1178 mg100 g dan Scallop 669 mg100 g, namun lebih tinggi dari Northern shrimp atau udang 63 mg100 g Okuzumi dan Fujii 2000
Taurin mempunyai beberapa manfaat yaitu mencegah diabetes, mencegah kerusakan liver akibat alkohol dan penyembuhan pada masalah penglihatan.
Taurin juga dapat menurunkan kadar kolesterol darah, menormalkan tekanan darah dan melawan penyakit hati Okuzumi dan Fujii 2000. Taurin ini juga
berfungsi sebagai peredam reaktif oksigen spesies ROS dan reaktif nitrogen spesies Fang et al. 2002
.
2.3 Antioksidan dan Radikal Bebas
Antioksidan adalah zat alami yang diproduksi dalam tubuh atau dapat juga diperoleh melalui makanan berupa vitamin A, C, dan E, mineral Zn serta selenium
Se. Antioksidan merupakan penghancur radikal bebas yang membantu melindungi tubuh dari kerusakan yang disebabkan oleh radikal bebas yang tidak
terkontrol. Radikal bebas dibentuk sebagai hasil dari oksigen yang dibutuhkan untuk kelangsungan hidup atau melalui metabolisme senyawa organik. Beberapa
radikal bebas digunakan oleh sistem kekebalan tubuh untuk membunuh sel-sel kanker dan virus, tetapi banyak radikal bebas tidak terdeteksi yang sangat
berbahaya dan dapat menyebabkan kerusakan bahkan menghancurkan sel-sel yang sehat. Kerusakan ini dapat menyebabkan timbulnya penyakit atau kematian
dari sel-sel dan meningkatkan risiko penyakit jantung serta dapat mengurangi lamanya hidup dan menurunkan kualitas hidup Setright 1993.
Komponen antioksidan di alam mempunyai struktur kimia yang berbeda- beda, umumnya sebagai asam amino, asam askorbat, karotenoid, asam sinamat,
flavonoid, melanoidin, asam organik tertentu, zat pereduksi, peptida, fosfatida, polifenol, tanin dan tokoferol. Senyawa antioksidan alami digolongkan sebagai
komponen fenolik, protein, komponen nitrogen, karotenoid dan komponen lain, seperti vitamin C, keton dan glikosida Winarno 1997.
Superoksida dismutase disebut juga metaloprotein, merupakan enzim antioksidan yang mengkatalisis dismutase anion superoksida O
2 -
yang sangat reaktif menjadi oksigen O
2
dan senyawa yang tidak terlalu reaktif, seperti hidrogen peroksida H
2
O
2
, yang pada akhirnya oleh enzim katalase dan glutation peroksida diubah menjadi H
2
O dan O
2
Fang et al. 2002. Enzim ini dapat ditemukan pada hampir semua makhluk hidup.
Antioksidan merupakan komponen berbobot molekul rendah yang bereaksi dengan oksidan sehingga dapat menghambat reaksi oksidasi. Efek yang
membahayakan dari oksidan adalah spesies oksigen reaktif SOR yaitu radikal bebas yang dapat berasal dari asap rokok, polusi udara, radiasi, cahaya ultra violet
maupun yang diproduksi secara kontinyu oleh tubuh manusia sebagai konsekuensi dari proses metabolisme normal. Jika radikal bebas tidak diinaktivasi maka reaksi
kimianya dapat merusak makromolekul termasuk lipoprotein densitas rendah LDL Langseth 2000.
Radikal bebas dapat didefinisikan sebagai suatu molekul, atom atau beberapa grup atom yang mempunyai satu atau lebih elektron tidak berpasangan
pada orbital terluarnya. Akibatnya radikal bebas ini akan mencari pasangannya dengan cara merebut elektron dari molekul lain. Radikal bebas bersifat tidak stabil
dan sangat reaktif. Beberapa contoh senyawa Reactive Oxygen Species ROS yang ditemukan pada organisme hidup adalah superoksida O
2
, hidroksil OH, peroksil RO
2
, alkoksil RO dan radikal hidroperoksil HO
2
. Nitrit oksida dan nitrogen dioksida NO
2
adalah dua radikal bebas nitrogen. Tanda bintang merupakan simbul radikal bebas. Reactive Oxygen Species ROS dan
Reactive Nitrogen Species RNS diproduksi dalam tubuh hewan dan manusia
secara fisiologis dan patologis Fang et al. 2002. Sumber radikal bebas ada dua, yaitu endogen dan eksogen Niwa 1997
Sumber pertama yaitu yang terbentuk di dalam tubuh endogen merupakan hasil reaksi yang tidak sempurna dari reduksi oksigen pada rantai transfer elektron
dalam mitokondria sehingga terbentuk senyawa radikal superoksida, peroksida dan hidroksil. Sumber kedua yaitu yang berasal dari luar tubuh eksogen, berasal
dari udara lingkungan yang terpolusi, terkena sinar radiasi atau asupan zat kimia obat-obatan, insektisida, makanan tertentu, dan lain-lain Niwa 1997. Faktor-
faktor penghasil oksigen radikal disajikan pada Tabel 2. Senyawa oksigen reaktif dibentuk dari hasil reduksi senyawa oksigen yang
merupakan suatu senyawa yang diperlukan oleh semua organisme aerobik untuk menghasilkan ATP. Reduksi O
2
menjadi H
2
O terjadi pada proses tersebut yang dinyatakan dengan reaksi berikut: O
2
+ 4H
+
+ 4e
-
H
2
O Tabel 2 Faktor-faktor penghasil oksigen radikal
No. Faktor penghasil oksigen- radikal
Cara menghasilkan 1
Darah putih Memakan bakteri dan jamur dan
memproduksi oksigen-radikal untuk mengeluarkannya
2 Sinar ultraviolet
Perusakan lapisan ozon oleh gas CFC chloroflorocarbon telah meningkatkan
jumlah radiasi ultraviolet ke bumi dan menghasilkan oksigen-radikal yang
berlimpah
3 Radiasi sinar X
Sinar-X yang berulang-ulang akan menghasilkan oksigen-radikal pada inti sel
DNA dan merusak intinya 4
Zat kimia a Mekanismenya sama dengan radiasi
produksi oksigen-radikal dalam inti sel contoh: zat kimia yang digunakan dalam
pertanian Paraquat, insektisida, obat- obatan kimia pembunuh bakteri, obat
antikanker
b Zat-zat kimia penghasil oksigen radikal di seluruh sel, contoh: klorida,
trihalometan dioksin, PCB polychloronated biphenil, Methyl
Merkuri, senyawa-senyawa Mn
3+
dan senyawa Cd
2+
, fenilhidrazid obat anti TBC, antibiotik antidiare
kloramfenikol, oksida nitrogen No
x
dari asap dan gas buangan 5 Kerusakan
sirkulasi aliran
darah di dalam pembuluh darah
Pembakaran minyak berat atau petroleum Xantin dehidrogenase
Xantin oksidase oksigen-radikal
Keterangan : 1 dihasilkan di dalam tubuh 2, 3 dan 4 faktor-faktor polusi lingkungan
5 disebabkan oleh stres dalam masyarakat modern Sumber : Niwa 1997
Berdasarkan reaksi tersebut dapat dilihat bahwa reaksi reduksi oksigen memerlukan pengalihan empat elektron secara bertahap. Setiap tahap hanya
melibatkan satu elektron. Proses pengalihan elektron yang berjalan kurang sempurna menghasilkan senyawa-senyawa oksigen reaktif atau radikal yang dapat
merusak sel. Proses fagositosis yang berperan dalam reaksi inflamatori terkontrol pada jaringan yang luka juga menghasilkan sejumlah besar superoksida O
2
yang bertujuan untuk membunuh mikroorganisme asing Niwa 1997. Metabolisme senyawa radikal bebas disajikan pada Tabel 3.
Tabel 3 Metabolisme senyawa-senyawa radikal bebas Reaksi Produk
O
2
+ e
-
O
2 -
Superoksida 2O
2 -
+ 2H
+
O
2
+ H
2
O
2
Hidrogen peroksida
2O
2
+ 2Fe
+
2FeO + O
2
Besi teroksidasi
H
2
O
2
+ Fe
2+
Fe
3+
+ O
2
+ OH˙ Radikal hidroksil
OH˙ + RH atau LH H
2
O + R˙ atau L˙ Asam lemak atau molekul organik
teroksidasi
R˙ + LH RH + L˙
Asam lemak teroksidasi
L˙ atau R˙ + O
2
LO
2
˙ atau RO
2
˙ Radikal
peroksidasi LO
2
˙ + LH
LHO
2
Lipid peroksidasi
Sumber : Miller et al. 1993
Radikal bebas mempunyai fungsi penting dalam kehidupan alami dan evolusi biologis, mengimplikasikan efek menguntungkan bagi organisme.
Radikal oksigen menghasilkan aksi kritis, seperti transduksi jaringan, transkripsi gen, dan mengatur aktivitas enzim guanilat siklase dalam sel. Nitrit oksida adalah
salah satu molekul jaringan yang terluas dan berpartisipasi dalam aktivitas setiap sel dan fungsi organ dalam tubuh. Nitrit oksida yang diproduksi oleh sel
endotelial pada level fisiologis, penting untuk mengatur relaksasi dan proliferasi sel otot halus vaskular, adhesi leukosit, pengumpulan jumlah enzim yang berperan
dalam pembekuan darah, trombosis dan hemodinamik. Nitrit oksida yang diproduksi oleh sistem syaraf berperan sebagai neurotransmiter dan yang secara
umum diaktivasi makrofag adalah mediator penting pada respon imun. Akan tetapi, sebagai oksidan dan inhibitor enzim, radikal bebas dan spesies reaktif lain
menyebabkan oksidasi biomolekul seperti protein, asam amino, lipid dan DNA, yang menyebabkan kerusakan sel dan kematian. Sebagai contoh, radiasi penyebab
ROS memacu sifat fisika, kimia dan kandungan imunologis SOD, yang membuat kerusakan oksidatif dalam sel semakin buruk Fang et al. 2002.
Efek sitotoksik dari radikal bebas berbahaya bagi sel mamalia dan mempercepat patogenesis penyakit kronis, tetapi bertanggung jawab untuk
membunuh patogen dengan mengaktivasi makrofag dan fagosit lain dalam sistem imun. Ada dua sisi radikal bebas dalam sistem biologi yang bertindak sebagai
jaringan dan mengatur molekul pada level fisiologis tetapi juga sebagai gangguan besar dan oksidan sitotoksik pada level penyakit Fang et al. 2002.
Makhluk hidup tidak hanya mempunyai sistem perlindungan terhadap radikal bebas, tetapi juga sistem perbaikan yang melindungi akumulasi molekul
yang rusak secara oksidatif. Sistem perlindungan terhadap radikal bebas di dalam tubuh disebut antioksidan biologis vitamin E, C, dan karotenoid, enzim
superoksida dismutase, katalase, glutation peroksida, ubiquinon, bilirubin, asam urat, dan pengikatan ion logam transisi yang aman Austin et al. 1997.
Aktivitas molekul radikal bebas dan SOR dapat menyebabkan kerusakan seluler dan genetik pada kondisi stres oksidatif. Jika radikal bebas tidak
diinaktivasi maka reaksi kimianya dapat merusak makromolekul termasuk LDL sehingga menjadi LDL termodifikasi oksidatif. LDL termodifikasi oksidatif tidak
dikenal oleh reseptor LDL, sehingga tidak diambil oleh reseptor LDL, tapi dikenal oleh makrofag, maka LDL termodifikasi oksidatif diambil oleh reseptor scavenger
pada sel makrofag. Selanjutnya akan dihasilkan akumulasi kolesterol dan membentuk sel busa yang akhirnya akan mengakibatkan aterosklerosis. Hal ini
terjadi karena reseptor scavenger tidak diatur oleh kadar kolesterol intraseluler Brown dan Goldstein 1983.
Kadar LDL termodifikasi oksidatif yang rendah sekitar 1 dari LDL total sudah merupakan awal dari pembentukan aterosklerosis. Selanjutnya diikuti oleh
migrasi transendotelial monosit ke ruangan subendotelial, mengalami diferensiasi menjadi makrofag. Makrofag mengambil kolesterol pada LDL termodifikasi
oksidatif melalui reseptor khusus dan berubah menjadi sel busa lipid laden macrophage
. Akumulasi sel busa di dalam subendotelial merupakan awal dari lesi aterosklerosis Merat et al. 2002.
LDL normal tidak bersifat toksik terhadap sel pembuluh darah, bahkan pada konsentrasi yang setara pada penderita hiperkolesterolemia. Sebaliknya LDL
termodifikasi oksidatif bersifat toksik. Perlakuan pada sel endotelial manusia dengan konsentrasi 20 µgml LDL teroksidasi menyebabkan luka akut dan
kematian dalam waktu 24 jam Sevanian dan Bolger 1996. Penghambatan pembentukan LDL termodifikasi oksidatif dapat dilakukan
menggunakan antioksidan. Jika LDL teroksidasi dapat dihindari, aterosklerosis dapat dicegah dengan menghambat pembentukan sel busa, serta mencegah
kerusakan dan kematian sel pada pembuluh darah Jacob dan Burri 1996. Terjadinya oksidasi LDL berperan penting dalam pembentukan aterogenik.
LDL yang teroksidasi oleh radikal bebas atau dimodifikasi secara minimum MM- LDL terjadi di daerah subendotelial. MM-LDL akan merangsang endotel untuk
mengeluarkan intracellular cell adhesion molecule ICAM, vascular cell adhesion molecule
VCAM, monocyte-chemotacticprotein MPC-1,
macrophage colony stimulating factor M-CSF, Tissue factor TF, dan
plasminogen activator inhibitor PAI-1. Pelepasan senyawa-senyawa ini
menstimulasi terjadinya adhesi monosit pada endotel dan migrasi monosit ke dalam subendotelial, sehingga M-CSF akan memacu diferensiasi monosit menjadi
makrofag. Selanjutnya makrofag melalui reseptor “scavenger” akan menangkap LDL teroksidasi ox-LDL yang terbentuk dari oksidasi lanjut MM-LDL sehingga
terjadi akumulasi kolesterol dalam makrofag yang selanjutnya berubah menjadi sel-sel busa. Sel busa akan merangsang faktor-faktor pertumbuhan yang
mengakibatkan terjadinya proliferasi sel-sel otot polos dan lama kelamaan akan berkembang menjadi plak yang kompleks Barliner et al. 1995.
Plak aterosklerosis terletak dalam intima, dan terdiri dari sel-sel otot polos yang sudah berproliferasi, sel limfosit T, dan jaringan penghubung seperti
kolagen, elastin dan proteoglikan serta sel-sel busa yang sudah mati, maupun deposit kolesterol dan kalsium. Pembentukan plak aterosklerosis lanjut tergantung
pada peranan beberapa faktor pertumbuhan yang dilepaskan oleh makrofag dan sel busa. Faktor pertumbuhan ini dapat merangsang atau menghambat proliferasi
sel otot polos, yang merupakan faktor kunci untuk progresi plak atau tetap dalam
keadaan tidak berubah. Proses aterogenesis Barliner et al. 1995 dapat dilihat pada Gambar 3.
Beberapa reaksi redoks penghasil radikal bebas membutuhkan katalisator, biasanya logam transisi atau suatu enzim metaloenzim atau flavoprotein.
Berbagai proses metabolisme normal dalam tubuh dapat menghasilkan radikal bebas dalam jumlah kecil sebagai hasil antara. Radikal bebas dalam sel hidup,
terbentuk pada membran plasma dan organel-organel sel yaitu mitokondria, peroksisom, retikulum endoplasmik dan sitosol melalui reaksi enzimatis fisiologik
yang berlangsung dalam proses metabolisme. Proses fagositosis oleh sel-sel fagosit termasuk neutrofil, monosit, makrofag dan eosinofil, juga menghasilkan
radikal bebas, superoksida O
2 .
Gitawati 1995.
Gambar 3 Proses aterogenesis Barliner et al. 1995 Jenis bahan yang telah diteliti sebagai sumber antioksidan adalah asam
kafeat terdapat pada biji kopi Moon dan Terao 1998; ekstrak jahe Septiana 2001; senyawa kurkumin pada kunyit Mashuda et al. 1998; minyak bekatul
padi Damayanti 2002; fenol, flavonoid, tanin, triterpenoid dan saponin dari ekstrak kulit kayu manis Azima 2004; vitamin A, C, karotenoid, gingerol jahe,
katekin anggur merah, klorofil sayuran, likopen tomat, epigallokatekin teh, isoflavon kedelai dan lain-lain; sterol lembaga gandum Marliyati 2005; daun suji
Prangdimurti 2007. Penelitian tentang aktivitas antioksidan dari biota laut juga telah dilakukan
pada bintang laut Astropecten sp Setianingsih 2003, kulit batang sentigi Pemphis acidula
Khusniya 2004, daun kangkung laut Ipomea pes-caprae
Agustiningrum 2004, spons Callyspongia sp Hanani et al. 2005, dan beberapa jenis rumput laut yang terdapat di Indonesia Santoso et al. 2004. Jenis biota ini
menunjukkan adanya aktivitas antioksidan, namun penelitian masih perlu dilanjutkan untuk mengetahui senyawa yang berfungsi sebagai antioksidan serta
prospek pemanfaatannya.
2.4 Bahan Alam dari Sumberdaya Hayati Laut
