c. Reperfusi pada iskemia
Dalam keadaan normal, xantine oksidase mengkatalisis reaksi hipoxantine menjadi xantine dan selanjutnya xantine
diubah menjadi asam urat. Reaksi ini membutuhkan penerima elektron sebagai kofaktor. Selama periode iskemia terdapat 2
keadaan, 1 meningkatnya produksi xantine dan xantine oksidase 2 tidak adanya antioksidan superoksid dismutase
dan glutation peroksidase. Molekul oksigen yang disuplai selama proses reperfusi bertindak sebagai penerima elektron
dan kofaktor bagi xantine oksidase. Hal ini menimbulkan pembentukan O
2 -
dan H
2
O
2
. Latihan yang berat juga dapat mencetuskan reaksi xantine oksidase dan membentuk radikal
bebas pada otot rangka dan jantung.
2. Sumber eksogen
47
a. Obat-obatan Sejumlah obat-obatan dapat membentuk radikal bebas.
Mekanismenya diperkirakan bahwa obat-obatan tersebut memperkuat hiperoksida yang sudah terjadi. Obat-obatan
tersebut adalah antibiotik golongan quinolon atau antibiotik yang berikatan dengan metal untuk aktifitasnya nitrofurantoin,
antineoplastik bleomisin, adriamisin dan metotreksat. Obat- obatan seperti penisilamin, fenilbutazon, asam mefenamat dan
aminosalisilat komponen sulfasalazin dapat menambah
Universitas Sumatera Utara
pembentukan radikal bebas dengan cara menurunkan kerja asam askorbat
b. Radiasi
47
Radioterapi dapat menyebabkan kerusakan jaringan melalui pembentukan radikal bebas. Radiasi elektromagnetik
sinar X, sinar gamma dan radiasi partikel elektron, proton, neutron dan partikel alfa dan beta menghasilkan radikal bebas
melalui transfer energi ke komponen seluler.
47
c. Tembakau Rokok
Oksidan yang dihasilkan oleh tembakau memegang peranan penting dalam terjadinya kerusakan saluran nafas.
Oksidan yang dihasilkan tembakau menurunkan jumlah antioksidan intraseluler yang terdapat di dalam sel paru-paru.
Satu kali isapan rokok menghasilkan oksidan dalam jumlah yang besar, yaitu aldehide, epoksida, peroksida, nitrit oksida,
radikal peroksida dan karbon dapat terbentuk selama fase gas. Oksidan yang lebih stabil dihasilkan pada fase tar, yaitu
semiquinone.
47
d. Partikel inorganik
Partikel inorganik, yang terinhalasi, seperti asbes dan silika dapat merusak paru-paru melalui pembentukan radikal
Universitas Sumatera Utara
bebas. Inhalasi asbes telah dihubungkan dengan peningkatan risiko terjadinya fibrosis pulmonal asbestosis, mesotelioma
dan karsinoma bronkogenik. Partikel silika dan asbes difagositosis oleh makrofag paru-paru. Sel ini kemudian pecah,
melepaskan enzim proteolitik dan kemotaktik mediator yang menyebabkan infiltrasi sel-sel lain, seperti neutrofil, maka
dimulailah proses inflamasi. Serat asbes yang mengandung besi juga dapat menstimulasi pembentukan radikal hidroksil.
47
e. Gas
Ozon bukanlah radikal bebas tetapi merupakan agen pengoksidasi yang sangat kuat. Ozon O
3
memiliki dua elektron yang tidak berpasangan dan bereaksi dengan substrat
biologik membentuk radikal bebas. Secara in vitro ozon dapat menghasilkan lipid peroksidase, tetapi in vivo belum dapat
dibuktikan.
47
2.7 Antioksidan
Pada kondisi normal, molekul antioksidan dapat merubah ROS menjadi H
2
O
2
untuk menghindari produksi ROS yang berlebihan. Ada dua tipe antioksidan pada tubuh manusia yaitu 1 antioksidan
enzimatik dan 2 Antioksidan non- enzimatik
15
Universitas Sumatera Utara
2.7.1 Antioksidan Enzimatik Antioksidan enzimatik juga diketahui sebagai antioksidan
alami, dapat menetralisir ROS yang berlebihan dan melindungi sel yang rusak. Antioksidan enzimatik terdiri dari SOD, katalase,
GPx dan Glutation reduktase yang dapat juga menurunkan hidrogen peroksida menjadi air dan alkohol
2.7.2 Antioksidan non-Enzimatik
15
Enzim ini juga dikenal antioksidan sintesis atau suplemen. Sistim antioksidan tubuh yang kompleks juga
dipengaruhi oleh asupan diet dari vitamin antioksidan dan mineral seperti vitamin C, vitamin E, Selenium, Zinc, Taurin,
Hipotaurin, Glutation, beta carotene dan carotene. Vitamin C merupakan rantai antioksidan yang mencegah proses
peroksidasi. Vitamin C juga dapat membantu mendaur ulang untuk mengoksidasi vitamin E dan glutation. Taurin, hipotaurin
dijumpai pada tuba dan cairan folikel yang melindungi embrio dari OS. Glutation dijumpai pada oosit dan cairan tuba dan
berperan penting dalam perkembangan zigot pada stadium morula dan blastokista.
15
Universitas Sumatera Utara
2.8 Pengaruh stres oksidatif pada sistem reproduksi wanita
Sistem reproduksi wanita adalah sistem multiorgan yang kompleks yang memerlukan lingkungan biologis optimal. Metabolisme
aerobik yang memanfaatkan oksigen sangat penting untuk homeostasis pada reproduksi. Metabolisme aerobik dikaitkan dengan
pembentukan molekul prooksidan yang disebut ROS termasuk radikal hidroksil, anion superoksida, hidrogen peroksida, dan nitrat oksida.
Keseimbangan antara prooksidan dan antioksidan menjaga homeostasis seluler, setiap kali ada ketidakseimbangan dalam
equilibrium ini menyebabkan peningkatan keadaan stres oksidatif dimulai. Radikal bebas adalah molekul penting yang dapat
mempengaruhi fungsi reproduksi dengan pengaruh terhadap endometrium dan fungsi tuba, pematangan oosit, sperma, implantasi
preembrio dan embrio pada awal pertumbuhan.
2.8.1. Reaksi Biologis oleh Reactive Oxygen Species
13
Bagaimana cara ROS menyebabkan kematian sel masih menjadi perdebatan. Mekanisme dimana radikal oksigen merusak
membran lipid sel yang banyak diterima dan kerusakan oleh oksidasi sering dihubungkan dengan reaksi pada membran lipid. Dari beberapa
penelitian menunjukkan bahwa ROS juga merusak protein dan DNA, dimana reaksi ini juga sangat merusak.
14
Universitas Sumatera Utara
1. Kerusakan oksidatif pada lipid Peroksidasi lipid melibatkan tiga langkah yang berbeda, yaitu
inisiasi initiation, propagasi propagation dan terminasi termination. Reaksi inisiasi antara asam lemak tak jenuh misalnya linoleat dan
radikal hidroksil dihasilkan dari reaksi Fenton dan reaksi Haber Weiss melibatkan pemindahan satu atom H dari kelompok
methylvinyl dari asam lemak, dimana pada linoleat pada atom karbon ke-11 dengan reaksi berikut:
Fe
2+
+ H
2
O
2
Fe
3+
+ OH
-
+ OH
.
Fe Reaksi Fenton
3+
+ O
2 -.
Fe
2+
+ O H
2 2
O
2
+ O
2 -.
O
2
+ OH
-
+ OH
.
OH Reaksi Haber
Weiss
.
+ RH R
.
+ H
2
Karbon yang kehilangan atom H-nya menjadi radikal bebas dan membentuk resonance structure yang membagi elektron yang tidak
berpasangan antara atom karbon ke-9 dan ke-13.
O persamaan 1
Pada reaksi propagasi, resonance structure bereaksi dengan triplet oksigen yang biradikal memiliki dua elektron yang tidak
berpasangan. Reaksi ini membentuk radikal peroksi.
Universitas Sumatera Utara
R
.
+ O
2
ROO
.
Radikal peroksi kemudian mengambil satu atom H dari asam lemak kedua, membentuk hidroperoksida lipid dan menyebabkan
timbulnya radikal bebas lainnya yang dapat mengambil atom H kedua dari persamaan 1. Maka dari itu, sekali radikal hidroksil memulai
reaksi peroksidasi dengan mengambil satu atom H akan menghasilkan produk radikal karbon R
persamaan 2
.
yang mampu bereaksi dengan O
2
ROO dalam reaksi berantai. Peranan radikal hidroksil sama
seperti percikan api yang memulai kebakaran.
.
+ RH R
.
Hidroperoksida lipid ROOH tidak stabil, dengan adanya ion Fe atau katalisator logam lainnya ROOH akan bereaksi dengan reaksi
Fenton menghasilkan pembentukan radikal alkoksi yang reaktif. + ROOH persamaan 3
ROOH + Fe
14,37 2+
OH
-
+ RO
.
+ Fe
3+
Dengan adanya Fe, reaksi berantai tidak hanya disebarluaskan, tapi malah ditingkatkan. Diantara produk penghancuran dari ROOH
adalah aldehida, seperti malondialdehyde dan hidrokarbon seperti ethana dan ethylene. Aldehida sangat reaktif dan dapat merusak
protein. persamaan 4
38,39
Universitas Sumatera Utara
Reaksi peroksidasi pada membran lipid diakhiri bila radikal karbon atau radikal peroksi bertautan membentuk produk konjugasi yang tidak
radikal seperti reaksi berikut:
R
.
+ R
.
R R-R
.
+ ROO
.
ROO ROOR
.
+ ROO
.
ROOR + O
2
Akhirnya terdapat timbunan asam lemak bertautan dengan berat molekul tinggi dan fosfolipid pada membran lipid yang teroksidasi.
Efek primer dari peroksidasi lipid adalah penurunan kestabilan membran yang mempengaruhi sifat membran dan dapat memecahkan
ikatan membran-protein.
38
2. Kerusakan oksidatif pada protein Serangan radikal bebas pada protein mengakibatkan modifikasi rantai
asam amino, fragmentasi rantai peptida, penggumpalan reaksi taut silang cross-linked, perubahan arus elektrik dan makin peka
terhadap proteolisis.
14,39
Kepekaan asam amino terhadap serangan oksidasi berbeda-beda. Asam amino yang mengandung sulfur, dan
khususnya kelompok thiol yang sangat peka. Oksigen yang teraktivasi dapat mengambil satu atom H dari sistein membentuk radikal thiyl
yang akan bertaut-silang dengan radikal thiyl kedua membentuk
Universitas Sumatera Utara
jembatan disulfida. Oksigen juga menambah residu metionin membentuk derivat sulfoksida metionin. Reduksi keduanya dapat
diselesaikan pada sistem mikroba oleh tioredoksin dan tioredoksin reduktase. Enzim ini dapat mereduksi metionine sulfoksida kembali
menjadi residu metionil dengan adanya tioredoksin. Serangan radikal bebas dalam bentuk lain yang ireversibel
misalnya oksidasi inti iron-sulphur oleh superoksida menghancurkan fungsi enzim. Banyak asam amino yang mengalami modifikasi yang
ireversibel bila protein mengalami oksidasi. Contohnya, triptopan ditaut-silang menjadi bitirosin. Degradasi oksidasi protein ditingkatkan
dengan kofaktor logam seperti Fe. Pada kasus ini, logam mengikat kation divalen protein. Logam kemudian bereaksi dengan hidrogen
peroksida dalam reaksi Fenton menghasilkan radikal hidroksil yang dengan cepat mengoksidasi residu asam amino di dekat tempat
pengikatan kation protein .
14
37
Protein Fe III Cu II Protein
+
Fe II Cu I Protein aggregation
O
2
+ Fe II Cu I O
2
+ Fe III Cu II O
2
2H + e H
2
O
2
H
2
O + Fe II Cu I Hydroxyl radical formatin
OH and H
2
O
2
attack biomacromolecule
Oxidative damage and cell death
Universitas Sumatera Utara
Algoritme kerusakan pada protein oleh radikal bebas yang diperantarai oleh Fe.
Hasil akhir dari peroksidasi lipid, aldehida, juga dapat merusak protein. Tidak seperti radikal bebas, aldehida mempunyai masa hidup
yang lebih panjang sehingga dapat berdifusi dari tempat asalnya dan menyerang sasaran yang jauh dari tempat asal reaksi peroksidasi
lipid. Aldehida bertindak sebagai second toxic messengers yang memulai reaksi rantai yang kompleks. Diantara aldehida yang paling
banyak diteliti adalah malonaldehid MDA, 4-hidroksialkenal, dan 4- hidroksinonenal HNE. Beberapa kerusakan yang ditimbulkan pada
protein antara lain oksidasi kelompok sulfhidril, reduksi disulfid, oksidasi-adduksi residu asam amino pada logam melalui oksidasi
yang dikatalisator oleh logam, pemutusan rantai taut-silang protein- protein dan peptida. Semua perubahan ini merugikan sel karena
menyebabkan hilangnya fungsi membran dan protein serta menghambat replikasi DNA atau menyebabkan mutasi.
37
39
3. Kerusakan oksidatif pada DNA
