2014-05-22 10:39:54 Hupitoyo, S.Kp.M.Kes. 29980

Radikal Bebas

RADIKAL BEBAS

Tinjauan fisiologi dan biokimia, oleh: HUPITOYO S.Kp, M.Kes

(Dosen Prodi kebidanan jurusan kebidanan poltekkes Kemenkes Malang)

versi lengkap (PDF)

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 ??

  1. 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)

  1. Degradasi Lemak
  2. Sebab yang lain
  1. Peradangan
  2. Radiasi
  3. Penuaan
  4. Tekanan parsial oksigen tinggiOzon (O3)
  5. 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