Radikal Bebas Stres Oksidatif

5. Jenis kelamin Metabolisme dan penyerapan alkohol pada wanita berbeda dengan pria. Wanita mempunyai konsentrasi alkohol darah lebih tinggi setelah mengonsumsi minuman beralkohol yang sama banyaknya dengan yang dikonsumsi oleh seorang pria. Kemampuan alkohol dalam tubuh wanita untuk memetabolisme ADH dalam perut lebih lemah daripada pria. Wanita juga memiliki kandungan air dalam tubuh lebih sedikit dari pria, sehingga konsentrasi alkohol dalam darah lebih besar jika minum dengan jumlah yang sama dan berat badan juga sama dengan seorang pria.

2.2 Radikal Bebas

Radikal bebas adalah molekul yang mempunyai sekelompok atom dengan elektron yang tidak berpasangan. Radikal bebas adalah bentuk radikal yang sangat reaktif dan mempunyai waktu paruh yang sangat pendek. Jika radikal bebas tidak segera dihentikan aktivitasnya, reaktivitasnya dapat merusak seluruh tipe makromolekul seluler, termasuk karbohidrat, protein, lipid, dan asamnukleat Winarsi, 2007. Mekanisme terbentuknya radikal bebas dapat dimulai oleh banyak hal, baik yang bersifat endogen maupun eksogen. Reaksi selanjutnya adalah peroksidasi lipid membran dan sitosol yang mengakibatkan terjadinya serangkaian reduksi asam lemak sehingga terjadi kerusakan membran dan organel sel Winarsi, 2007. Peroksidasi autooksidasi lipid bertanggung jawab tidak hanya pada kerusakan makanan, tapi juga menyebabkan kerusakan jaringan in vivo karena dapat menyebabkan kanker, penyakit inflamasi, aterosklerosis, dan penuaan. Efek merusak tersebut akibat produksi radikal bebas ROO•, RO•, OH• pada proses pembentukan peroksida dari asam lemak. Peroksidasi lipid merupakan reaksi berantai yang memberikan pasokan radikal bebas secara terus-menerus yang menginisiasi peroksidasi lebih lanjut. Proses secara keseluruhan dapat digambarkan sebagai berikut: 1 Inisiasi ROOH + logam n ROO• + Logam n-1 + H + X• + RH R• + XH 2 Propagasi R• + O 2 ROO• ROO• + RH ROOH + R• 3 Terminasi ROO• + ROO•  ROOR + O 2 ROO• + R• ROOR R• + R•  RR

2.3 Stres Oksidatif

Stres oksidatif adalah kondisi yang terjadi ketika keseimbangan antara prooksidan dengan antioksidan bergeser ke arah reaktan prooksidan, berpotensi menghasilkan kerusakan organik. Prooksidan adalah definisi dari radikal bebas, atom atau kelompok atom dengan elektron tunggal tidak berpasangan. Konsentrasi fisiologis pro-oksidan dapat ditentukan oleh faktor internal dan eksternal. Prooksidan Reactive Oxygen Species ROS, misalnya adalah produk normal metabolisme aerobik. Namun, di bawah kondisi patologis produksi ROS dapat meningkat, melebihi kapasitas detoksifikasi tubuh dan dengan demikian berkontribusi terhadap level molekul patologi organik. Sumber eksternal radikal bebas termasuk paparan terhadap racun lingkungan seperti radiasi pengion, ozon, dan nitrogen oksida, asap rokok termasuk inhalasi pasif dan logam berat, serta asupan makanan beralkohol berlebihan, lemak tak jenuh, dan bahan kimia lainnya dan senyawa hadir dalam makanan dan air Sivonovaet al., 2004. Mekanisme terjadinya stres oksidatif pada berbagai makromolekul secara ringkas disajikan dalam Gambar 2.3. 1 Peroksidasi lemak Membran selkaya akan sumberpoly unsaturated fatty acid PUFA, yang mudah dirusak oleh bahan-bahan pengoksidasi, proses tersebut dinamakan peroksidasi lemak. Hal ini sangat merusak karena merupakan suatu proses berkelanjutan. Pemecahan hidroperoksida lemak sering melibatkan katalisis ion logam transisi. LH + R  L + RH L + O 2  LOO LOO + L’H  LOOH + L’ LOOH LO , LOO , aldehid Arief, 2012 2 Kerusakan protein Protein lebih tahan terhadap radikal bebas daripada PUFA sehingga kecil kemungkinan dalam terjadinya reaksi berantai yang cepat. Serangan radikal bebas terhadap protein sangat jarang kecuali bila sangat ekstensif. Hal ini terjadi hanya jika radikal tersebut mampu berakumulasi jarang pada sel normal atau bila kerusakannya pada daerah tertentu dalam protein. Salah satu penyebab kerusakan terfokus adalah jika protein berikatan dengan ion logam transisi Arief, 2012. 3 Kerusakan DNA Kerusakan pada DNA terjadi bila ada lesi kerusakan pada jaringan pada susunan molekul, apabila tidakdapat diatasi, dan terjadi sebelum replikasi maka akan terjadi mutasi. Radikal oksigen dapat menyerang DNA jika terbentuk disekitar DNA seperti pada radiasi biologis Arief, 2012. DNA sangat sensitif terhadap reaktivitas radikal bebas karena teroksidasinya DNA akan mengawali sejumlah besar derivat teroksidasi. Biomarker DNA teroksidasi dapat diukur dari 8-hidroksideoksiguanosin 8-OHdG dalam urin.Pertama-tama radikal hidroksil berinteraksi dengan basa guanin membentuk radikal 8-hidroksiguanin yang merupakan oksidasi lesi mutagenik. Kemudian cincin guanin akan terbuka sehingga terjadi penghentian replikasi DNA, yang menimbulkan kesalahan enzim DNA repair Winarsi, 2007. Radikal bebas juga dapat menimbulkan berbagai perubahan pada DNA, seperti hidroksilasi basa timin dan sitosin, pembukaan inti purin dan pirimidin, serta terputusnya rantai fosfodiester pada DNA. Kerusakan yang tidak begitu parah dapat diperbaiki oleh sistem DNA repair, namun bila cukup parah misalnya rantai DNA terputus di berbagai tempat, kerusakan tidak dapat diperbaiki akibatnya proses replikasi sel terganggu Winarsi, 2007. Kerusakan DNA yang disebabkan oleh ROS terutama diperankan oleh radikal hidroksil, akan meningkatkan radiolisis air melalui radiasi ion atau bahan kimia. Dalam hal ini terbentuk radikal oksil yang berikatan dengan logam, dan merupakan intermediate aktif dalam reaksi DNA-cleaved. Mekanisme ini mengawali terbentuknya produk degradasi. Efek biologis dari kerusakan DNA ini dapat menyebabkan mutagenesis sehingga menyebabkan kanker Winarsi, 2007. Paparan ROS pada DNA mitokondria ditemukan pada penderita berbagai penyakit degeneratif yang berkaitan dengan aging. Akibatnya adalah penurunan fungsi mitokondria bahkan kerusakan pada DNA mitokondria. Kerusakan DNA juga dapat digunakan sebagai biomarker penyakit-penyakit degeneratif yang diakibatkan oleh ROS seperti kanker, infeksi, penyakit jantung koroner, rheumatoid, penyakit respiratorik, katarak, dan liver Winarsi, 2007. Mekanisme masuknya radikal ke DNA dapat dilihat pada Gambar 2.3. Gambar 2.3 Radikal OH menyerang DNA Sumber endogen Sumber lingkungan Kebocoran mitokondria Asap rokok Ledakan respirasi Polutan Reaksi enzimatik Sinar UV Reaksi autooksidasi Radiasi ionisasi Xenobiotik Produksi Radikal Bebas Enzim antioksidan O 2 , H 2 O 2 .OH Peroksidasi lipid Modifikasi basa DNA Gangguan protein Kerusakan seljaringan Perbaikan Gambar 2.4 Mekanisme terjadinya stres oksidatif Harliansyah, 2009

2.4 Antioksidan