Radikal bebas adalah atom, molekul atau ion yang memiliki elektron tidak berpasangan pada kulit terluarnya sehingga terjadi ketidakstabilan dan sangat reaktif terhadap molekul lain untuk mencapai keseimbangan. Radikal bebas dapat terbentuk ketika oksigen berinteraksi dengan molekul tertentu. Setelah terbentuk radikal yang sangat reaktif dapat memulai reaksi berantai, seperti kartu domino. Bahayanya berasal dari kerusakan yang bisa mereka lakukan ketika mereka bereaksi dengan komponen seluler penting seperti DNA, atau membran sel. Sel dapat berfungsi buruk atau mati jika hal ini terjadi.

Contoh radikal bebas adalah superoksida, hidroksil, peroksil (RO2), alkoksil (RO), dan hydroperosil (HO2). Nitrat oksida dan nitrogen dioksida (NO2) adalah dua radikal nitrogen. Radikal bebas oksigen dan nitrogen dapat dikonversi menjadi senyawa reaktif non-radikal lainnya, seperti hidrogen peroksida, asam hipoklorit (HOCl), asam hypobromous (HOBr), dan peroxynitrite (ONOO). Reactive Oxygen Species (ROS), Reactive Nitrogen Species (RNS) dan spesies klorin reaktif diproduksi pada hewan dan manusia dalam kondisi fisiologis dan patologis tertentu.

Sumber Radikal Bebas

Radikal bebas memiliki dua sumber yaitu sumber endogen dan eksogen. Sumber endogen berasal dari dalam tubuh yang dihasilkan intraseluler, bertindak dalam sel, dan terbentuk di dalam sel, tetapi dilepaskan ke daerah sekitarnya. Radikal bebas intraseluler adalah hasil dari auto-oksidasi dan inaktivasi akibat dari molekul kecil seperti mengurangi tiol dan flavin. Radikal juga dapat terbentuk sebagai akibat dari aktivitas tertentu oksidase, lipoksigenase, cyclo-oksigenase, dehidrogenase dan peroksidase. Transfer elektron dari logam seperti besi yang mengandung molekul oksigen juga dapat memulai reaksi radikal bebas paradoks dimana antioksidan juga dapat menghasilkan radikal bebas.

Sumber eksogen radikal bebas termasuk iradiasi, polusi kimia, ozon, stress, olahraga berlebihan dan beberapa obat, termasuk obat kemoterapi kanker. Sumber eksogen radikal bebas yang dihasilkan dari radiasi pengion memainkan peran utama dalam produksi radikal bebas. Energi ditransfer ke dalam air dari partikel pengion mengionisasi molekul air. Ion-ion air yang dihasilkan memisahkan diri menghasilkan radikal bebas.

Dampak Positif dan Negatif Radikal

Dalam beberapa teori asal usul kehidupan dan evolusi biologis, radikal bebas memainkan peran penting dan memiliki efek menguntungkan mereka pada organisme. Misalnya, radikal oksigen berperan dalam transduksi sinyal, transkripsi gen, dan regulasi guanilat siklase. NO merupakan salah satu molekul yang berpartisipasi dalam hampir setiap fungsi seluler dan organ dalam fisiologis tubuh. Jumlah NO yang diproduksi oleh sel endotel sangat penting untuk mengatur relaksasi dan proliferasi otot polos pembuluh darah, adhesi leukosit, agregasi platelet, angiogenesis, trombosis, tonus pembuluh darah, dan hemodinamik. Selain itu, NO diproduksi oleh neuron berfungsi sebagai neurotransmitter dan NO yang dihasilkan oleh makrofag teraktivasi adalah mediator penting dari respons kekebalan.

Namun, sebagai oksidan dan inhibitor enzim yang mengandung besi-sulfur pada atom pusatnya, radikal bebas dan molekul lainnya reaktif menyebabkan oksidasi biomolekul (protein, asam amino, lipid, dan DNA) yang mengarah ke kerusakan dan kematian sel. Misalnya, radiasi ROS dapat mengubah sifat fisik, kimia, dan imunologi dari superoxide dismutase (SOD) yang lebih lanjut dapat memperparah kerusakan oksidatif pada sel. Efek sitotoksik radikal bebas adalah merusak sel-sel mamalia dan memediasi patogenesis penyakit kronis, tetapi bertanggung jawab untuk membunuh patogen dengan mengaktivasi makrofag dan fagosit lainnya dalam tubuh. Sehingga di satu sisi radikal berperan dalam memberikan sinyal dan regulasi molekul pada tingkat biologis namun menjadi sangat merusak dan sitositik dalam keadaan patologis.

Peran Nutrisi

Protein

Kehilangan protein dalam tubuh khususnya otot rangka adalah akibat terjadinya kekurangan gizi dan asam amino tertentu seperti glutamin dan sistein. Radiasi langsung memberikan kontribusi terhadap peningkatan proteolisis dan atrofi otot. Asam amino merupakan bahan utama sintesis protein dan enzim antioksidan. Beberapa asam amino (misalnya, arginin, citrulline, glisin, taurin, dan histidin), peptida kecil (misalnya, GSH dan carnosine), dan metabolit nitrogen (misalnya, kreatine dan asam urat) langsung mengikat oksigen radikal bebas. Kekurangan asupan protein tidak hanya mengganggu sintesis enzim antioksidan tetapi juga mengurangi konsentrasi jaringan antioksidan. Kemudian ketika kekurangan arginin atau tetrahidrobiopterin akan dihasilkan anion superoksidayang memberikan kontribusi terhadap stres oksidatif dalam pembuluh darah dan atherosklerosis.

Lemak

Asam lemak tidak jenuh atau PUFA cenderung dioksidasi oleh radikal bebas dan ROS. Dengan demikian, asupan tinggi PUFA dapat membuat organisme lebih rentan mengalami peroksidasi lipid, yang dapat diatasi dengan suplemen makanan antioksidan seperti vitamin C, vitamin E, dan karotenoid. Peningkatan konsentrasi ekstraseluler asam lemak dan lemak jenuh menginduksi ekspresi radikal nitrogen dibanyak tipe sel termasuk pankreas, sel-sel otot, macrophages, kolon dan hati. Selain itu juga dapat menstimulasi produksi radikal bebas, DNA oksidatif, kerusakan mitokondria otot rangka dan tubuh.

Di sisi lain penelitian epidemiologi telah menunjukkan bahwa konsumsi minyak ikan yang kaya akan PUFA omega-3 dan omega-6 mengurangi risiko penyakit kardiovaskuler pada manusia. PUFA memberikan efek menguntungkan pada fungsi kardiovaskular melalui dua mekanisme yaitu penurunan konsentrasi plasma triasilgliserol dan menghambat produksi radikal bebas.

Vitamin

Banyak vitamin memiliki fungsi antiatherogenic dan antineuroinflammatois karena dapat menghambat produksi NO yang merupakan radikal penyebab inflamamasi. Misalnya, vitamin A menghambat transkripsi gen dalam sel otot polos pembuluh darah, sel endotel, miosit jantung dan sel mesangial cell. Sedangkan vitamin D, vitamin K dan niasin menghambat terjadinya ekspresi sel-sel inflamasi pada otak, paru-paru dan sel pembuluh darah. selain itu vitamin C dan E juga dikenal sebagai antioksidan yang mampu melindungi tubuh dari berbagai kerusakan akibat radikal bebas seperti degenerasi membran, kerusakan neurologis dan lain sebagainya.

Mineral

Zat besi adalah elemen yang paling melimpah dalam tubuh, dan hampir semua besi terjadi terikat dengan protein. Konsentrasi besi bebas sangat rendah karena besi tidak larut air dan berpartisipasi dalam generasi radikal bebas. Sehingga peningkatan konsentrasi besi ekstraseluler atau intraseluler yang dapat hasil dari kekurangan protein, konsentrasi rendah protein pengikat besi atau cedera sel menpromosikan produksi ROS, peroksidasi lipid, dan stress oksidatif. Selain itu kekurangan mineral lain seperti selenium, tembaga, zink dan mangan dapat mengakibatkan peningkatan pembentukan radikal bebas, meningkatkan kerusakan akibat radikal bebas dan disfungsi pada tubuh.




Incoming search terms:

  • sumber radikal bebas

Comments

comments