Radikal Bebas
RADIKAL BEBAS
Tinjauan fisiologi dan biokimia, oleh: HUPITOYO S.Kp, M.Kes
(Dosen Prodi kebidanan jurusan kebidanan poltekkes Kemenkes Malang)
Apakah radikal bebas itu??
Radikal bebas adalah suatu atom yang memiliki sebuah electron yang tidak berpasangan di orbital sebelah luar. Zat ini sangat reaktif dan dapat mencetuskan reaksi berantai dengan mengekstraksi sebuah elektron dari molekul di dekatnya untuk melengkapi orbitnya sendiri . Pada dasarnya radikal bebas terbentuk dari oksigen (O2) dalam ikatanya molekul ini mengandung 1 elektron oksigen dari proses oksidasi yang di katalisis oleh oksidase oleh karena hanya memiliki satu molekul maka oksigen ini sangat reaktif dan dikenal sebagai oksigen reaktif.
Oksigen (O2/bioksigen ) adalah molekul yang penting bagi tubuh tapi di sisi lain sangat toksis sebab oksigen bersifat biradikal. Oksigen memiliki dua electron yang tidak berpasangan dengan putar parallel yang memiliki kecenderungan membentuk sintesis O2 yang reaktif (Reaktif Oksigen Species/ ROS ).
Gambar 1. Oksigen suatu biradikal cenderung membentuk O2 reaktif (Reaktif Oksigen Species/ ROS ) yang toksik misalnya radikal hidroksil (OH*), Superoksida (O2-) dan Hidrogen peroksida (H2O2). O2 memiliki 2 elektron anti pengikatan dengan putaran parallel yang ditandai oleh panah sejajar
Dari mana asalnya oksigen reaktif dalam tubuh kita ??
- Metabolisme normal
Didalam sel oksigen reaktif dibentuk secara terus menerus tak henti-henti melalui jalur metabolism normal. Zar antara radikal bebas dari reaksi enzimatik “lepas/bocor” dari temapt aktif enzim akibat interaksi dengan tak sengaja dengan O2 atau senyawa lain. Hidrogen peroksidase yang terbentuk oleh sebagain oksidase dibebaskan keluar dan menghasilkan radikal hidroksil ditempat yang mengandung besi dalam sel. Radikal bebas mampu beraksi dengan molekul apa saja yang kontak dengannya menarik electron dan membentuk radikal bebas yang baru dalam reaksi berantai oksidatif sitotoksik. Radikal hidroksil merupakan spesies oksigen reaktif yang paling poten dan mungkin menjadi inisiator reaksi berantai yang membentuk peroksida lemak dan radikal organic.
Gambar 2. Pembentukan radikal hidroksil oleh rakti Fenton dan Haber – Weiss. Pemindahan electron tunggal menghasilkan radikal hidroksil. Spesies oksigen reaktif ditujukkan dengan huruf tebal
Hidrogen peroksida walaupun sebenarnya bukan suatu radikal tetapi penoksidasi dengan adanya Fe2+ atau logam transisi lainnya menghasilkan hidroksil dalam reaksi Fenton. Karena larut dalam lemak hidroksil peroksida dapar merusak memebran local yang mengandung Fe2+ yang jauh dari tempat pembentukannya. Anion superoksida yang terbentuk dari O2 bebas dengan dengan pemberian electron bebas lainnya sangat reaktif tetapi memiliki kelarutan yang terbatas dan tidak berdifusi jauh. Tetapi O2 dapat menghasilkan radikal hidroksil dan hidroperoksi yang lebih reaktif melalui reaksi dengan hydrogen peroksida pada reaksi Haber-weiss menghasilkan HOCl (asam hypoklorit). Zai ini dibentuk oleh neutrofil dan sek grnulomatosa lain selama destruksi organism asing sebagai respon dari proses ledakan pernafasan (respiratory burst)
- Degradasi Lemak
- Sebab yang lain
- Peradangan
- Radiasi
- Penuaan
- Tekanan parsial oksigen tinggiOzon (O3)
- Nitrogen Oksida
Tabel 1. Spesies Oksigen Reaksif
R O S |
Asal dan Karakteristik |
O2- Anion Superoksida
|
Dihasilkan oleh rantai transport electron dan di tempat lain. Juga menghasilkan oksigen reaktif lainnya tetapi tiak dapat berdifusi jauh dari temapat asalnya |
H2O2 Hidrogen peroksida |
Bukan suatu radikal bebas tetapi dapat membentuk radikal bebas melalui reaksi dengan logam transisi mis Fe, Cu dapat berdifusi kedalam dan menembus membrane sel. |
OH* Radikal hidroksil |
Spesies yang paling reaktif dalam menyerang molekul biologis dihasilkan oleh H2O2 dengan adanya Fe2+
|
R* Radikal Organik |
Suatu radikal bebas organic yang di hasilkan dari RH oleh serangan OH*. RH dapat berupa karbon ikatan rangkap suatu asam lemak menghasilkan –C=C- atau RSH menghasilkan R – S* |
RCOO* Radikal peroksida organic |
Terbentuk saat degradasi lemak |
HOCl Asam hipoklorit |
Dihasilkan oleh bakteri sewaktu ledakan pernafasan untuk menghancurkan organism yang masuk |
Oksigen Singlet |
Oksigen dengan spin antiparalel terbentuk pada tekana oksigen tinggi dari penyerapan energy. Meluruh disertai pelepasan cahaya |