pembentukan radikal bebas

Pembentukan radikal bebas
Radikal bebas adalah molekul yang mempunyai electron tidak berpasangan dan diberi symbol titik : R·. Berdasarkan definisi tersebut maka atom hidrogen, sebagian mineral transisi dan molekul oksigen adalah termasuk radikal bebas. Pada makhluk hidup radikal bebas terbentuk pada mitokondria, mikrosom, peroksisom melalui rangkaian reaksi enzimatik yang normal berlangsung dalam metabolisme (enzim-enzim oksidase, hidroperoksidase, dan oksigenase) atau pengaruh eksternal seperti asap rokok, radiasi ionisasi dan obat-obatan. Pada manusia radikal bebas paling banyak adalah radikal bebas oksigen sebagai hasil sampingan dari rantai pernafasan di mitokondira. Radikal bebas yang terbentuk yaitu O2– (radikal peroksida) dan –OH (radikal hidroksil). Radikal bebas yang terbentuk di dalam tubuh secara normal dapat dinetralisir oleh mekanisme pertahanan yang meliputi sistem enzimatik dan substansi tertentu. Apabila radikal bebas tidak diredam oleh pertahanan tubuh, maka radikal bebas yang bersifat sangat reaktif akan merusak beberapa komponen sel seperti protein, lipid, karbohidrat dan nukleotida serta makromolekul jaringan ikat. Asam lemak tidak jenuh merupakan komponen sel yang paling peka terhadap radikal bebas dan akan membentuk reaksi rantai peroksida lipid (Harman, 1998).
Pada tahap awal reaksi peroksidasi lipid, radikal bebas akan bereaksi dengan hidrogen dari asam lemak tak jenuh (RH) membentuk radikal bebas lipid (R·)(1). dalam suasana aerob maka radikal bebas lipid (R·) akan bereaksi dengan oksigen (O2) membentuk radikal peroksil lipid (ROO·) (2) dan selanjutnya bereaksi membentuk hidroperoksid lipid (ROOH) dan juga radikal bebas lipid (3) (Slater, 1994).
(RH) ––––––> (R) (1)
(R·) + (O2) ––––––> (ROO·) (2)
(ROO·) + RH ––––––> ROOH + (R·)
Reaksi ini dapat berlangsung terus-menerus membentuk reaksi rantai dan menyebabkan membran sel kehilangan asam lemak tak jenuh. Hilangnya asam lemak tak jenuh akan menyebabkan kerusakan struktur sel membran yang akan mempengaruhi permeabilitas dan fungsi membran sel. Reaksi rantai peroksidasi lipid yang berlangsung terus akan menyebabkan membran sel kehilangan integritas sehingga akhirnya pecah. Apabila kerusakan mengenai membran lisosom, maka enzim hidrolitik akan dilepas sehingga merusak organel lain dan memperberat kerusakan sel (Slater, 1994).
Hidroperoksida lipid yang terbentuk pada reaksi peroksidasi lipid akan bereaksi dengan trace mineral seperti zat besi, yang ada di kedua sisi membran sel dan membentuk radikal alkoksi (R–O·) dan radikal peroksi (R–OO·). Kedua radikal bebas tersebut selanjutnya menstimulasi terjadinya reaksi rantai peroksidasi lipid lebih banyak sehingga akan memperberat kerusakan membran sel. Di samping itu kedua radikal bebas juga akan mengalami degradasi sehingga menghasilkan pentana, etana, dan aldehid. Salah satu aldehid yang terbentuk yaitu malonaldehid selanjutnya akan bereaksi dengan protein yang ada dalam membran, fosfolipid dan asam nukleat membentuk cross-linking dan agregasi protein membran. Produk kondensasi malonaldehid dengan protein, fosfolipid dan asam nukleat mempunyai sifat berfluoresensi. Akumulasi produk ini disebut pigmen menua (aging pigment), lipofusin atau seroid. Peroksidasi dari organel sel (lisosom, makrosom atau mitokondria) juga menghasilkan produk yang mempunyai sifat berfluoresensi seperti lipofusin. Pada keadaan normal lisosom berfungsi untuk menghidrolisa bahan-bahan intraselular melalu proses endositosis. Apabila membran lisosom rusak oleh karena reaksi peroksidasi lipid maka lisosom akan terisi oleh bahan-bahan intrasel yang tidak dapat dimetabolisme sehingga membetuk pigmen menua atau lipofusin. Pigmen menua atau lipofusin yang terbentuk dapat menyebabkan sel kehilangan integritas dan fungsinya (Halliwell dan Gutteridge, 1994).
Banyaknya jumlah sel yang rusak atau mati serta tertimbunnya produk cross-linking dan pigmen menua (aging pigmen), merupakan perubahan yang akan mengakibatkan kegagalan fungsi organ yang mempunyai peranan dalam menginisiasi atau mempercepat proses menua. Bila terjadi pada banyak sel dan terdapat di dalam organ-organ vital seperti jantung atau otak maka keadaan ini akan menyebabkan individu tersebut mati (Halliwell dan Gutteridge, 1994).