RADIKAL BEBAS

Radikal bebas adalah molekul dengan elektron tidak berpasangan. Dalam pencarian mereka untuk menemukan elektron lain, mereka sangat reaktif dan menyebabkan kerusakan pada molekul sekitarnya. Namun, radikal bebas juga berguna karena mereka membantu reaksi penting dalam tubuh kita terjadi dan dapat dimanfaatkan untuk memproduksi obat-obatan, plastik yang dirancang khusus dan bahan inovatif lainnya.

Radikal bebas yang ada di tubuh manusia berasal dari 2 sumber yakni endogen (dari dalam tubuh) dan eksogen (dari luar tubuh). Eksogen yang berasal dari luar tubuh seperti polusi udara, radiasi UV, sinar-X, pestisida dan asap roko. Radikal bebas endogen adalah radikal bebas yang berasal dari dalam tubuh sendiri seperti autoksidasi, oksidasi enzimatik dan respiratory burst. Radikal bebas merupakan suatu atom molekul atau senyawa yang mengandung satu atau lebih elektron yang tidak berpasangan sehingga sangat reaktif. Radikal bebas dapat terbentuk dalam tubuh saat bernafas sebagai hasil samping proses oksidasi atau pembakaran, olahraga yang berlebihan, ketika terjadi peradangan, terpapar polusi lingkungan seperti dari asap rokok, kendaraan bermotor, radiasi, dan sebagainya.

Pada saat terjadi infeksi, radikal diperlukan untuk membunuh mikroorganisme penyebab infeksi. Namun, paparan radikal bebas yang berlebihan dan secara terus-menerus dapat menyebabkan kerusakan sel, mengurangi kemampuan sel untuk beradaptasi terhadap lingkungannya, dan para akhirnya dapat menyebabkan kematian sel. Radikal bebas yang bersifat reaktif dapat menyebabkan kerusakan sel, kematian sel, mengurangi kemampuan adaptasi sel sehingga timbul gangguan atau penyakit.

Sumber - sumber radikal bebas

Asap rokok : Oksidan dalam rokok mempunyai jumlah yang cukup untuk memainkan peranan yang besar terjadinya kerusakan saluran napas. Diperkirakan bahwa setiap hisapan rokok mempunyai bahan oksidan dalam jumlah yang sangat besar, meliputi aldehida, epoxida, peroxida, dan radikal bebas lain yang mungkin cukup berumur panjang dan bertahan hingga menyebabkan kerusakan alveoli paru. Bahan lain seperti nitrit oksida, radikal peroksil, dan radikal yang mengandung karbon ada dalam fase gas. Juga mengandung radikal lain yang relatif stabil dalam fase tar.

Polusi udara : Polusi dari kendaraan bermotor, industri, asap rokok, mesin foto copy, pendingin ruangan, dan makanan yang tidak sehat, merupakan sumber radikal bebas yang berbahaya bagi tubuh manusia. Selain itu, proses alami respirasi dan fungsi metabolisme yang buruk di dalam tubuh, juga menjadi penyebab internal meningkatkan radikal bebas dalam tubuh.

Radiasi UV  : Matahari memancarkan sinar dengan radiasi panjang gelombang dengan rentang yang sangat lebar, tetapi yang masuk ke bumi dan mendapat perhatian khusus adalah sinar ultra violet yang memiliki energi cukup besar yang dapat memicu bahkan menimbulkan radikal bebas dalam tubuh terutama kulit.

Pestisida : Pestisida kimia merupakan bahan beracun yang sangat berbahaya bagi kesehatan dan lingkungan. Hal ini disebabkan pestisida bersifat polutan dan menyebarkan radikal bebas yang dapat menyebabkan kerusakan organ tubuh seperti mutasi gen dan gangguan syaraf pusat. Disamping itu residu kimia yang beracun tertinggal pada produk pertanian dapat memicu kerusakan sel, penuaan dini dan munculnya penyakit degeneratif.

Obat-obatan : Beberapa macam obat dapat meningkatkan produksi radikal bebas dalam bentuk peningkatan tekanan oksigen. Bahan-bahan tersebut bereaksi bersama hiperoksia dapat mempercepat tingkat kerusakan. Termasuk didalamnya antibiotika kelompok quinoid atau berikatan logam untuk aktivitasnya (nitrofurantoin), obat kanker seperti bleomycin, anthracyclines (adriamycin), dan methotrexate, yang memiliki aktifitas pro-oksidan. Selain itu, radikal juga berasal dari fenilbutason, beberapa asam fenamat dan komponen aminosalisilat dari sulfasalasin dapat menginaktifasi protease, dan penggunaan asam askorbat dalam jumlah banyak mempercepat peroksidasi lemak.

Olahraga berlebihan : Olahraga berlebihan akan membuat tubuh membutuhkan suplai oksigen yang sangat banyak, sehingga peningkatan ini akan memicu timbulnya radikal bebas dalam tubuh. Jika gaya olahraga semacam ini dilakukan dengan frekuensi yang sering, maka akan terjadi penumpukan radikal bebas dalam tubuh. Peningkatan pembentukan radikal bebas dalam aktivitas olahraga dapat disebabkan oleh beberapa faktor diantaranya yaitu oleh rusaknya jaringan otot akibat dari gerakan-gerakan yang bersifat eksposif. Olah raga dengan intesitas tinggi dan durasi lama ternyata juga terbukti dapat menimbulkankerusakan sel. Konversi radikal bebas lemah (superoxide) menjadi radikal bebas yang lebih merusak (hydroxyl) oleh akumulasi asam laktat otot serta dari peningkatan metabolisme energi yang meningkatan jumlah molekul oksigen (O2) di dalam tubuh. Ketidakseimbangan antara jumlah radikal bebas yang terbentuk di dalam tubuh dengan kapasitas kemampuan antioksidan alami tubuh untuk ‘menjinakannya’ dapat menyebabkan kondisi yang disebut sebagai stres oksidatif (oxidative stress). Stres oksidatif yang dipicu oleh peningkatan jumlah radikal bebas di dalam tubuh akibat dari peningkatan metabolisme energi , kualitas udara yang buruk ataupun sebab lainnya dapat menyebabkan kerusakan pada sel, jaringan dan organ tubuh.

Radiasi : Radioterapi memungkinkan terjadinya kerusakan jaringan yang disebabkan oleh radikal bebas. Radiasi elektromagnetik (sinar X, sinar gamma) dan radiasi partikel (partikel elektron, photon, neutron, alfa, dan beta) menghasilkan radikal primer dengan cara memindahkan energinya pada komponen seluler seperti air. Radikal primer tersebut dapat mengalami reaksi sekunder bersama oksigen yang terurai atau bersama cairan seluler.

Autoksidasi : Autoksidasi merupakan produk dari proses metabolisme aerobik. Molekul yang mengalami autoksidasi berasal dari katekolamin, hemoglobin, mioglobin, sitokrom C yang tereduksi, dan thiol. Autoksidasi dari molekul diatas menghasilkan reduksi dari oksigen diradikal dan pembentukan kelompok reaktif oksigen. Superoksida merupakan bentukan awal radikal. Ion ferrous (Fe II) juga dapat kehilangan elektronnya melalui oksigen untuk membuat superoksida dan Fe III melalui proses autoksidasi.

Oksidasi enzimatik : Beberapa jenis sistem enzim mampu menghasilkan radikal bebas dalam jumlah yang cukup bermakna, meliputi xanthine oxidase (activated in ischemia-reperfusion), prostaglandin synthase, lipoxygenase, aldehyde oxidase, dan amino acid oxidase. Enzim myeloperoxidase hasil aktivasi netrofil, memanfaatkan hidrogen peroksida untuk oksidasi ion klorida menjadi suatu oksidan yang kuat asam hipoklor.

Respiratory burst  : Sel fagositik menggunakan oksigen dalam jumlah yang besar selama fagositosis. Lebih kurang 70-90 persen penggunaan oksigen tersebut dapat diperhitungkan dalam produksi superoksida. Fagositik sel tersebut memiliki sistem membran bound flavoprotein cytochrome-b-245 NADPH oxidase. Enzim membran sel seperti NADPH-oxidase keluar dalam bentuk inaktif. Paparan terhadap bakteri yang diselimuti imunoglobulin, kompleks imun, komplemen 5a, atau leukotrien dapat mengaktifkan enzim NADPH-oxidase. Aktifasi tersebut mengawali respiratory burst pada membran sel untuk memproduksi superoksida. Kemudian H2O2 dibentuk dari superoksida dengan cara dismutasi bersama generasi berikutnya dari OH dan HOCl oleh bakteri.

Mekanisme Reaksi Pembentukan Radikal Bebas

Dalam reaksi kimia, radikal bebas sering dituliskan sebagai titik yang ditempatkan pada simbol atom atau molekul. Contoh penulisan radikal bebas berikut sebagai hasil dari pemecahan homolitik:

Cl2 → Cl• + Cl•

Mekanisme reaksi radikal menggunakan panah bermata tunggal untuk menjelaskan pergerakan elektron tunggal :

                              

Pemutusan homolitik pada pemecahan ikatan digambarkan dengan penarikan satu elektron. Hal ini digunakan untuk membedakan dengan pemutusan heterolitik yang menggunakan anak panah bermata ganda pada umumnya.

Dampak Radikal Bebas Pada Tubuh

- Penyakit kronis.

Penyakit yang disebabkan oleh radikal bebas bersifat kronis, yaitu dibutuhkan waktu bertahun-tahun untuk penyakit tersebut menjadi nyata. Contoh penyakit yang sering dihubungkan dengan radikal bebas adalah serangan jantung,kanker, katarak dan menurunnya fungsi ginjal. Untuk mencegah atau mengurangi penyakit kronis karena radikal bebas diperlukan antioksidan.

-  Kerusakan DNA.

 Seperti pada protein kecil kemungkinan terjadinya kerusakan di DNA menjadi suatu reaksi berantai, biasanya kerusakan terjadi bila ada lesi pada susunan molekul, apabila tidak dapat diatasi, dan terjadi sebelum replikasi maka akan terjadi mutasi. Radikal oksigen dapat menyerang DNA jika terbentuk disekitar DNA seperti pada radiasi biologis. Radikal bebas yang mengambil elektron dari sel tubuh manusia dapat menyebabkan perubahan struktur DNA sehingga terjadi mutasi. Bila perubahan DNA ini terjadi bertahun-tahun, maka dapat menjadi penyakit kanker.

- Kerusakan jaringan Pada umumnya semua sel jaringan organ tubuh dapat menangkal serangan radikal bebas karena di dalam sel terdapat sejenis enzim khusus yang mampu melawannya, tetapi karena manusia secara alami mengalami degradasi atau kemunduran seiring dengan peningkatan usia, akibatnya pemusnahan radikal bebas tidak dapat terpenuhi dengan baik, maka kerusakan jaringan terjadi secara perlahan-lahan.

Pencegahan

- Pola hidup sehat dan cerdas. Pola hidup sehat dan cerdas dapat menghindari ancaman bahaya radikal bebas dalam tubuh seperti hindari polusi dan berhenti merokok. Tubuh manusia dapat menetralisir radikal bebas ini, hanya saja bila jumlahnya berlebihan, maka kemampuan untuk menetralisirnya akan semakin berkurang. Merokok adalah kegiatan yang secara sengaja memasukkan berbagai jenis zat berbahaya yang dapat meningkatkan jumlah radikal bebas ke dalam tubuh. Tubuh manusia didesain untuk menerima asupan yang bersifat alamiah, sehingga bila menerima masukan seperi asap rokok, akan berusaha untuk mengeluarkan berbagai racun kimiawi ini dari tubuh melalui proses metabolisme, tetapi proses metabolisme ini pun sebenarnya menghasilkan radikal bebas.

- Berolah raga dengan intensitas rendah dan hindari olahraga berlebihan. Olahraga teratur dan tidak berlebihan dapat membantu mengatasi radikal bebas dalam tubuh. Tetapi sebaliknya olahraga berlebihan akan membuat tubuh membutuhkan suplai oksigen yang sangat banyak, sehingga peningkatan ini akan memicu timbulnya radikal bebas dalam tubuh. Jika sudah merasa lelah, sebaiknya beristirahatlah sebentar dan atur pernafasan agar normal kembali. Meningkatkan ketahanan tubuh kita secara bertahap melalui program latihan olah raga dengan intensitas rendah yang disarankan seperti jalan cepat, jogging, berenang, dan bersepeda statis dapat meningkatkan enzim antioksidan endogen seperti enzim superoksid dismutase, glutation peroksidase dan katalase untuk mencegah kerja setiap radikal bebas yang merusak. Ada beberapa pedoman dasar yang dapat kita pergunakan untuk merencanakan program latihan olahraga dengan intensitas rendah ini yaitu berolah raga dengan frekwensi 3 - 5 kali dalam satu minggu dan lama berolah raga 45 - 60 menit

- Konsumsi sayur dan buah. Buah dan sayur adalah sumber antioksidan terbaik. Antioksidan merupakan zat yang mampu memperlambat atau mencegah proses oksidasi. Zat ini secara nyata mampu memperlambat atau menghambat oksidasi zat yang mudah teroksidasi meskipun dalam konsentrasi rendah. Antioksidan adalah senyawa-senyawa yang melindungi sel dari efek berbahaya radikal bebas oksigen reaktif jika berkaitan dengan penyakit, radikal bebas ini dapat berasal dari metabolisme tubuh maupun faktor eksternal lainnya. Komponen kimia yang berperan sebagai antioksidan adalah senyawa golongan fenolik dan polifenolik. Senyawa-senyawa golongan tersebut banyak terdapat dialam, terutama pada tumbuh-tumbuhan, dan memiliki kemampuan untuk menangkap radikal bebas. Antioksidan yang banyak ditemukan pada bahan pangan, antara lain vitamin E, vitamin C, dan karotenoid. Pengunaan vitamin dan suplemen makan tergantung dari pada usia, jenis kelamin, tingkat kegiatan, bobot badan serta kondisi tubuh dan penyakit yang sedang diderita.

pertanyaan:

bagaimana cara menangani dampak negatif dari radikal bebas?