2. Terminologi
• ROS Reactive Oxygen Species
• Adalah istilah yang sering digunakan
oleh para ilmuwan untuk
mengistilahkan oksigen radikal dan
juga oksigen non radikal .
• Sebagian ada yang menyebutkan
oxygen-derived species.
• Istilah yang lebih populer Oksidan
3. • Oksidan, yang sebagian besar merupakan
radikal bebas, kiranya makin penting untuk
diteliti karena makin banyak penyakit atau
kelainan yang disebabkan oleh
kehadirannya.
• Namun tanpa kehadirannyapun dapat
menimbulkan kelainan, seperti yang kita
lihat pada lekosit yang tidak berdaya
terhadap masuknya mikroba karena tidak
mampu membendung oksidan ini.
4. • Senyawa-senyawa maupun reaksi-
reaksi kimia yang cenderung
menghasilkan spesies oksigen reaktif
(spesies oksigen yang potensial
toksik) disebut pro-oksidan
5. Pendahuluan
• Radikal bebas atom atau molekul yang
memiliki satu atau lebih elektron yang tidak
berpasangan sehingga molekul tersebut
menjadi tidak stabil dan selalu berusaha
mengambil elektron dari molekul atau sel
lain.
• Kecenderungan mendapat elektron dari
substansi lain radikal bebas sangat
reaktif.
• Tidak semua oksigen reaktif merupakan
radikal bebas, misalnya H2O2
6. • Secara umum, radikal bebas dapat
terbentuk melalui salah satu cara
sebagai berikut:
– melalui absorpsi radiasi (ionisasi, uv,
radiasi sinar tampak, radiasi panas), atau
– melalui reaksi redoks, dengan
mekanisme reaksi fisi ikatan homolitik
– pemindahan elektron
7. • Pengaruh radiasi ionisasi terhadap
materi biologik akan menghasilkan
bermacam-macam radikal bebas yang
kompleks, terutama radikal hidrogen
(H.), hidroksil (OH.), dan elektron,
yang siap berinteraksi dengan
biomolekul-biomolekul lain yang
berdekatan.
8. • Energi panas juga dapat menghasilkan
radikal bebas. Secara umum, suhu
tinggi dibutuhkan untuk memecahkan
ikatan kovalen,
• Senyawa-senyawa demikian sebagian
besar merupakan pencetus (initiator)
reaksi pembentukan radikal bebas.
9. • Zat-zat organik ataupun xenobiotik
yang terpapar suhu tinggi, misalnya
polutan, sampah organik yang dibakar,
rokok yang terbakar, menghasilkan
campuran berbagai radikal bebas yang
kompleks.
10. • Asap rokok, polusi, NO2
dan Ozon (O3)
merupakan contoh
oksidan eksternal yang
masuk ke dalam tubuh
melalui inhalasi.
11. • Setiap hembusan asap rokok
sigaret mengandung 1014
radikal bebas dan 800 ppm
Nitrogen Oksida (NO2) yang
dapat bereaksi dengan
peroksida sel radang
membentuk oksiradikal lain
yang sangat kuat
13. Oksigen non radikal
• Hidrogen peroxida (H2O2)
• Hipochlorous acid
• Ozone (O3)
• Single oksigen
• Peroksinitrit
14. • Radikal bebas dapat dihasilkan dari
hasil metabolisme tubuh dan faktor
eksternal seperti asap rokok, hasil
penyinaran ultra violet, zat kimiawi
dalam makanan dan polutan lain.
• Penyakit yang disebabkan oleh radikal
bebas bersifat kronis,
• Contoh penyakit yang sering
dihubungkan dengan radikal bebas
adalah serangan jantung dan kanker.
16. Jenis oksigen reaktif dapat
memulai suatu penyakit
• Radikal bebas yang mengambil
elektron dari sel tubuh manusia
perubahan struktur DNA sel-sel
mutan.
• Bila perubahan DNA ini terjadi
bertahun-tahun, kanker.
18. • Masing masing molekul sangat reaktif
dan dapat merusak jaringan.
• Molekul tersebut: radikal bebas
superoksida, hidrogen peroksida, dan
radikal bebas hidroksil.
• Radikal bebas hidroksil sangat rekatif
meskipun masa hidupnya singkat.
19. • Contoh lain: enzim xantin oksidase
yang akan menghasilkan superoksid
(selama cidera organ yang iskemik)
• Sel netrofil yang terangsang akan
menghasilkan superoksid sebagai
salah satu mekanisme menghancurkan
bakteri.
20. • Superoksid juga bisa dihasilkan oleh
metabolisme xenobiotik oleh sitokrom
P 450.
• Karena amat reaktif, molekul ini
bekerja insitu sangat dekat dengan
tempatnya diproduksi.
• Seluruh stuktur sel sangat rentan,
termasuk membran, protein stuktural,
enzim dan asam nukleat yang dapat
menyebabkan mutasi dan kematian sel
21. • Zat-zat yang dapat bereaksi dengan
DNA, sangat potensial bersifat
karsinogen.
• Efek mutagenik radikal superoksida
yang terbentuk selama aktivasi sel-sel
fagosit pada inflamasi kronik, dapat
mendorong terjadinya keganasan
22.
23. Anti oksidan
• Untuk mencegah atau mengurangi penyakit
kronis karena radikal bebas diperlukan
antioksidan.
• Tubuh manusia, sesungguhnya dapat
menghasilkan antioksidan tetapi jumlahnya
sering sekali tidak cukup untuk menetralkan
radikal bebas yang masuk ke dalam tubuh.
Atau zat pemicu yang diperlukan oleh tubuh
untuk menghasilkan antioksidan tidak
cukup dikonsumsi.
24. • Contoh, tubuh manusia dapat
menghasilkan Glutathione,
(antioksidan yang sangat kuat) hanya
saja, tubuh memerlukan asupan
vitamin C sebesar 1.000 mg untuk
memicu tubuh menghasilkan
glutahione ini.
25. • Keseimbangan antara antioksidan dan
radikal bebas menjadi kunci utama
pencegahan stres oksidatif dan
penyakit-penyakit kronis yang
dihasilkannya.
27. • Mekanisme pertahanan terhadap
oksidan tergantung kepada
penyebabnya
• Contohnya adalah anti oksidan
superoksid dismutase, anti oksidan
lipid, glutation peroksidase, dll
28. Jenis-jenis anti oksidan
Oksigen VitA, Vit E, ß caroten
Radikal bebas
superoksid
Super oksid dismutase,
Vit E, ß caroten
Radikal bebas peroksil Vit A, Vit C
Hidrogen peroksida Katalase, glutation
peroksidase
Lipid peroksidase Glutation peroksidase
29. Superoksid dismutase
• Potensi toksisitas oksigen
dihubungkan dengan pembentukan
H2O2.
• Namun ternyata Oksigen dengan
mudah dapat diubah menjadi
superoksid (O2.-) yang dapat
dihilangkan dengan anti oksidan, salah
satunya superoksid dismutase
O2.- + O2.- + 2H+ H2O2 + O2
superoksid dismutase
30. • Bila hewan berada di dalam kondisi
atmosfer 100%, maka akan
menghasilkan kadar enzim superoksid
dismutase sebagai proses adaptasi,
khususnya pada paru-paru.
• Paparan yang lama akan merusak
paru-paru dan akan menimbulkan
kematian.
31. Anti oksidan lipid
• Lipid yang terpajan oksigen bukan
hanya penyebab makanan menjadi
tengik tapi juga menyebabkan
kerusakan jaringan tubuh, seperti
kanker, inflamasi, aterosklerosis,
proses penuaan.
• Efek yang merusak ini ditimbulkan
saat asam lemak membentuk
peroksida
32. • Menurut hasil penelitian, LDL yang
teroksidasi lebih mudah dan cepat
diambil oleh makrofag dan foam cell
jika dibanding dengan LDL normal.
Keadaan ini mendorong terjadinya
aterosklerosis
33. • Zat antioksidan lipid contohnya
tokoferol (vit E) , vit C, dan ß caroten
juga bertindak sebagai “pemangsa
radikal bebas dan mengurangi
toksisitas oksigen.
34. Glutation peroksidase
• Ion Fe2+dari Hb sangat rentan
terhadap oksidasi oleh oksidan, misal
O2, di mana terbentuk metHb yang
tidak mampu mengangkut oksigen.
• Pada keadaan normal, hanya dijumpai
sedikit metHb di dalam darah karena
enitrosit memiliki sistim yang efektif
untuk mereduksi kembali
Fe3+menjadi Fe2+.
35. • Pada eritrosit dan beberapa jaringan,
enzim glutation peroksidase yang
mengandung Selenium (Se)
mengkatalisasi penguraian H2O2 dan
hidroperoksida lipid oleh glutation
(GSH) sehingga lipid membran sel
menjadi aman dan oksidasi Hb
menjadi metHb dapat dicegah.
36. • Peranan jalur pentosaphosphat pada reaksi
Glutation peroksidase di dalam sel eritrosit
37. Kesimpulan
• Radikal bebas adalah suatu substansi kimia
yang bersifat reaktif karena memiliki
"elektron-tidak-berpasangan" pada orbital
paling luar; yang paling banyak dipelajari
adalah radikal superoksida (O2-·) dan
radikal hidroksil (OH').
• Substansi ter-sebut mampu merusak
berbagai komponen sel sehingga dapat
berakibat terjadinya kerusakan bahkan
kematian sel dan berbagai kelainan tubuh.
38. • Sistim biologik dapat terpapar oleh radikal
bebas, baik yang terbentuk endogen sebagai
produk antara dalam proses metabolisme
sel, maupun eksternal seperti pengaruh
radiasi ionisasi dan proses pembakaran
berbagai polutan. Meskipun demikian,
dalam keadaan fisiologik tubuh memiliki
mekanisme proteksi terhadap efek radikal
bebas dengan adanya enzim-enzim dan
antioksidan.
