radikal bebas ps lmu gizi 2014

64
dr.Bambang Prijadi, MS PROGRAM STUDI ILMU GIZI KESEHATAN FAKULTAS KEDOKTERAN UNIV.BRAWIJAYA

Upload: atikfaiza

Post on 19-Jul-2016

63 views

Category:

Documents


5 download

DESCRIPTION

radikal bebas

TRANSCRIPT

Page 1: Radikal Bebas Ps Lmu Gizi 2014

dr.Bambang Prijadi, MSPROGRAM STUDI ILMU GIZI KESEHATAN

FAKULTAS KEDOKTERAN UNIV.BRAWIJAYA

Page 2: Radikal Bebas Ps Lmu Gizi 2014

Radikal Bebas

Radikal Bebas adalah molekul atau senyawa kimia yang memiliki elektron tidak berpasangan pada

orbit luarnya

Page 3: Radikal Bebas Ps Lmu Gizi 2014

Definisi

Radikal bebas adalah molekul yang sangat reaktif, karena memiliki elektron yang tidak berpa

sangan pada orbit luarnya , sehingga dapat bereaksi dengan molekul sel tubuh dengan cara mengikat elek

tron dari molekul sel tersebut. Akhirnya dapat terjadi reaksi berantai yang dapat menghasilkan radikal bebas baru. Sehingga mengganggu intergritas sel dan dapat bereaksi dengan komponen - komponen sel , baik komponen struktural ( molekul penyusun membran ) maupun komponen fungsional ( enzim –enzim dan DNA )

Page 4: Radikal Bebas Ps Lmu Gizi 2014

RADIKAL BEBAS • SUATU SENYAWA ATAU MOLEKUL YG MENGAN DUNG SATU ATAU

LEBIH ELEKTRON YG TIDAK BERPASA NGAN PADA ORBIT LUARNYA.

SIFATNYA REAKTIF DAN APABILA MENYERANG SENYAWA YG BERIKATAN KOVALEN (LIPID, PROTEIN MAUPUN DNA ) SANGAT BERBAHAYA, AKAN TERJADI REAKSI BERANTAI DAN AKAN MENGHASILKAN SENYAWA RADIKAL BARU. LEMAK SANGAT RENTAN TERHADAP RADIKAL BEBAS. DI DALAM TUBUH RADIKAL BEBAS AKAN MERUSAK ASAM LEMAK TIDAK JENUH GANDA PADA MEMBRAN SEL SEHINGGA DINDING SEL MENJADI RAPUH. APABILA MERUSAK BASA DNA MENGAKIBATKAN KEKACAUAN SISTIM INFO GENETIKA DAN BERPOTENSI PEMBENTUKAN SEL KANKER.

Page 5: Radikal Bebas Ps Lmu Gizi 2014

• Akhir-akhir ini perhatian dunia kedokteran terhadap radikal bebas dan antioksidan semakin meningkat. Hal ini disebabkan karena radikal bebas dapat menyebabkan kerusakan sel dan mendasari berbagai macam keadaan patologis / penyakit seperti : penyakit jantung koroner, kanker, rematik artritis, gangguan respiratorik, penyakit liver dan juga dicurigai ikut berperan pada proses penuaan dini ( aging ) .

Page 6: Radikal Bebas Ps Lmu Gizi 2014

REAKSI PEMBENTUKAN RB• TAHAP INISIASI : AWAL PEMBENTUKAN RADIKAL BEBAS TAHAP PROPAGASI : PEMBENTUKAN RANTAI RADIKAL TAHAP TERMINASI : BEREAKSINYA SENYAWA RADIKAL DGN RADIKAL LAIN ATAU DENGAN PENANGKAP RADIKAL SEHINGGA POTENSI PROPAGASINYA RENDAH.

Page 7: Radikal Bebas Ps Lmu Gizi 2014

• 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•

Inisiasi Inisiasi adalah tahap pembentukan awal radikal-radikal bebas. Hal ini menyebabkan jumlah radikal

bebas meningkat pesat. Dalam klorinasi metana, tahap inisiasi adalah pemutusan secara homolitik ikatan Cl-Cl.

Cl2 → Cl• + Cl•

PropagasiPropagasi adalah reaksi yang melibatkan radikal bebas yang mana jumlah radikal bebas akan tetap sama. Setelah terbentuk, radikal bebas klor akan menjalani sederetan reaksi. Tahap propagasi yang pertama adalah radikal bebas klor yang merebut sebuah atom hidrogen dari dalam molekul metana, menghasilkan radikal bebas metil dan HCl.

Cl• + H:CH3 + 1 kkal/mol → H:Cl + •CH3

Radikal bebas metil juga sangat reaktif. Dalam tahap propagasi kedua, radikal bebas metil merebut sebuah atom klor dari dalam molekul Cl2.

TerminasiTerminasi adalah reaksi yang berujung pada turunnya jumlah radikal bebas. Umumnya, penurunan ini diakibatkan oleh adanya penggabungan radikal bebas yang masih tersisa.

Cl• + •CH3 → CH3Cl

Page 8: Radikal Bebas Ps Lmu Gizi 2014

TAHAPAN PEMBENTUKAN RADIKAL BEBAS :

∙ TAHAP INISIASI = TAHAP AWAL Fe++ + H2O2 → Fe+++ + OH - + OH ∙

R1-H + OH ∙ → R1-H + H2O

∙ TAHAP PROPAGASI = PERPANJANGAN RANTAI R2-H + R1

∙ → R2 ∙ + R1-H R3-H + R2

∙ → R3 ∙ + R2- H

∙TAHAP TERMINASI = BEREAKSINYA SENY.RADIKAL DGN RADIKAL LAIN R1

∙ + R1∙ → R1

+ R1 R2

∙ + R1∙ → R2

+ R1 dst.

Page 9: Radikal Bebas Ps Lmu Gizi 2014
Page 10: Radikal Bebas Ps Lmu Gizi 2014
Page 11: Radikal Bebas Ps Lmu Gizi 2014
Page 12: Radikal Bebas Ps Lmu Gizi 2014

DAMPAK RADIKAL BEBAS

Page 13: Radikal Bebas Ps Lmu Gizi 2014

PEMBENTUKAN SENYAWA REAKTIF OKSIGEN SPECIES ( ROS )Senyawa ROS yg berperan sbg oksidan adalah : Hidrogen Peroksida Ion Superoksid Radikal Peroksil Radikal Hodroksil Singlet Oksigen ( O2 )

DAMPAK NEGATIF ROS :ROS merupakan oksidan yang kuat, Radikal Hidroksil merupakan senyawa paling berbahaya karena reaktifitasnya ygtinggi , dan mampu merusak 3 senyawa yang penting untuk mempertahankan integritas sel, yaitu : 1. Asam lemak tak jenuh (fosofolipid ) 2. DNA, perangkat genetik sel 3. Protein, ( Berperan sbg enzim, reseptor, antibodi dll )

Page 14: Radikal Bebas Ps Lmu Gizi 2014

MEKANISME PRODUKSI RADIKAL BEBAS :

1. Reduksi oksigen secara univalen sehingga terbentuk Superoksid : O2* -

2. Reaksi dismutase ( dengan katalisator superoksid dismutase ) O2* - + O2* - H2O2 + O2

3. Dengan adanya ion besi, terbentuk Reaksi Fenton Fe ++ + H2O2 OH - + Fe +++ + OH * -

Asam lemak tidak jenuh, protein, DNA dan karbohidrat semuanya rentan terhadap serangan radikal hidroksil ( OH * - ).

Page 15: Radikal Bebas Ps Lmu Gizi 2014

Radikal bebas fisiologis:

Nitrit oksid ( NO*) diproduksi oleh sel-sel endotel dari dinding pembuluh darah sebagai “relating factor “ . Nitrit oksid ini mempunyai fungsi fisiologis untuk relaksasi vaskuler, yang sangat berguna sebagai pencegahan aterosklerosis . Pada kondisi tertentu , meskipun sebetulnyaSuperoksid ( O2 * -) dan Nitrit oksid ( NO*) bukan merupakan senyawa yang reaktif, akan tetapi senyawa-senyawa ini dapat menghasilkan produk yang bersifat toksis.

Page 16: Radikal Bebas Ps Lmu Gizi 2014

Macam Radikal BebasRadikal bebas berdasarkan sumbernya dibagi

menjadi 2 macam, yaitu :1. Radikal bebas endogen

a. Superoksida ( O2 * - )

Merupakan spesi hasil penambahan satu elektron pada O2 (16 elektron). Superoksida dihasilkan dari reduksi oksigen (O2) misalnya pada proses enzimatik ( enzim peroksidase, xantine oksidase ),

Page 17: Radikal Bebas Ps Lmu Gizi 2014

autooksidasi katekolamin dan transport elektron pada metabolisme aerobik.Karena mempunyai 1 elektron tidak berpasangan, O2*- ( 17 elektron ) mampu berfungsi sebagai oksidator dalam tubuh.

b. Hidrogen Peroksida ( H2O2 )

Bukan merupakan radikal bebas (18 elektron ), tetapi dapat mengawali terbentuknya radikal bebas. H2O2 banyak diproduksi di mitokondria dan mikrosom. Produksinya meningkat jika konsentrasi O2*- juga meningkat. Keunikan H2O2 adalah mempunyai kemampuan menembus membran sel sehingga apabila sistem proteksi diluar sel sedikit atau menurun maka dengan adanya metal transisi ( Fe2+ ) akan terbentuk radikal hidroksil ( OH*- ).

Page 18: Radikal Bebas Ps Lmu Gizi 2014

c. Radikal Hidroksil ( OH * - ).

Radikal Hidroksida dapat terbentuk melalui reaksi :

Radiasi pada H2O2 terjadi reaksi hemolitik fision

H2O2 OH* - + OH* -

Reaksi Fenton :

Fe ++ + H2O2 Fe +++ + OH* - + OH* -

Reaksi Heber Weiss

OH* - + H2O2 O2 + OH* - + OH -

Page 19: Radikal Bebas Ps Lmu Gizi 2014

Etiologi/Penyebab Radikal Bebas

• radikal bebas dapat menarik elektron terluar dari molekul lain, membentuk radikal bebas baru

• sumber energi kuat yang mampu memindahkan elektron dari konfigurasi stabilnya

Page 20: Radikal Bebas Ps Lmu Gizi 2014
Page 21: Radikal Bebas Ps Lmu Gizi 2014

RADIKAL BEBAS & KERUSAKAN JARINGAN

• Radikal bebas sangat merusak jaringan. Radikal bebas yang tidak diimbangi oleh antioksidan yang cukup akan menyebabkan peroksidasi lipid, denaturasi protein/enzim atau kerusakan mutagenik pada asam nukleat.

• Radikal bebas menyerang molekul lain, merubah struktur/fungsi protein normal, menyebabkan potensial mutasi/kanker.

• Efek radikal bebas yang paling merusak adalah proses inisiasi peroksida lipid yang menyebabkan reaksi cascade. Apabila tidak dihentikan, maka akan menyebabkan kerusakan sel dan pelepasan enzim lisosom yang akhirnya menyebabkan autolisis/kanker.

Page 22: Radikal Bebas Ps Lmu Gizi 2014

Efek ROS terhadap Penyakit Degeneratif

• gastrointestinal : hepatitis, kerusakan hati• mata : cataractogenesis, kerusakan retina• kulit : dermatitis, age pigment• gigi : periodantis• jantung : serangan jantung• tulang/sendi : arthritis• paru-paru : asma, hyperoksia• otak : trauma, stroke• pembuluh darah : Aterosklerosis, vasospasme• multiorgan failure : kanker / keganasan

Page 23: Radikal Bebas Ps Lmu Gizi 2014
Page 24: Radikal Bebas Ps Lmu Gizi 2014

A. RADIKAL BEBAS & PENYAKIT KARDIOVASKULER

Page 25: Radikal Bebas Ps Lmu Gizi 2014

1. Radikal Bebas dan Kerusakan Myocard

• Peningkatan kadar Ca2+ intraseluler akan meningkatkan pembentukan superoksida dan hidrogen peroksida, yang berperan dalam kerusakan jaringan.

• Produksi xantin oksidase dari radikal bebas oksigen memiliki peran utama dalam kerusakan jaringan pada iskhemia/reperfusion injury.

• Radikal bebas yang diproduksi oleh mitokondria mempunyai kemampuan menyebabkan mutasi, DNA cross link dan DNA strand breaks dalam gen mitokondria.

• Kerusakan genome mitokondria menyebabkan kegagalan respirasi dan peningkatan kemungkinan pembentukan radikal bebas lebih lanjut.

• Hidrogen peroksida meningkatkan permeabilitas vasculer, release prostasiklin, dan translokasi P-selectine ke permukaan endothelial sel.

Page 26: Radikal Bebas Ps Lmu Gizi 2014

• ROS memodifikasi lipid dan protein membran disfungsi seluler dan kerusakan jaringan. • Peningkatan Ca2+ intraseluser juga dapat mengaktivasi enzim NO, L-arginin dan molekul oksigen.

• NO dapat menyebabkan sitotoksisitas melalui pembentukan kompleks Fe-NO dengan beberapa enzim. • NO dapat memediasi kematian jaringan melalui pembentukan potent oxidant peroxinitrit (ONOO-), produk dari reaksi NO dengan superoksid. Peroxinitrit diuraikan menjadi radikal bebas hidroksil dan radikal bebas nitrogen dioksid, yang merupakan aktivator potent dari peroksidasi lipid. Nitrit oksid dan peroksinitrit dapat mendukung disfungsi kardiak melalui hipoksia/reoksigenasi.

Page 27: Radikal Bebas Ps Lmu Gizi 2014

2. Radikal Bebas dan Aterosklerosis

Page 28: Radikal Bebas Ps Lmu Gizi 2014

• Hidroksi radikal : mengawali peroksidasi PUFA dalam molekul LDL, menghasilkan radikal hidroperoksi lipid. Beberapa produk reaktif terakumulasi dalam LDL (termasuk malondialdehid dan lysophospatides), kemudian berinteraksi dengan amino rantai samping dari apoprotein B 100 dan memodifikasi LDL menjadi epitop baru yang tidak dikenal oleh reseptor LDL.

• OxLDL kemudian dimakan oleh monosit/makrofag menghasilkan foamcell dalam arteria intima.

• Foamcell akan semakin banyak menarik monosit/makrofag. Akumulasi dari foam cell yang memuat LDL dalam arterial endotehlium merupakan dasar dari pembentukan fattystreak, yaitu awal pembentukan plak atherosklerosis.

• OxLDLjuga menstimulasi pelepasan monocyte-derived TNF dan IL , yang menyebabkan proliferasi sel otot polos. Perluasan kolagen dan elastin oleh sel otot polos juga merupakan dasar dari pembentukan plak dan fibrosis.

Page 29: Radikal Bebas Ps Lmu Gizi 2014

• Peroksidasi lipid juga menghambat sintesis prostasiklin (bahan anti aggregasi platelet)

• menyebabkan agregasi dan adherence platelet. Platelet melepaskan growth factor, menyebabkan proliferasi sel otot polos dan migrasi ke dalam intima. Platelet merupakan dasar dari pembentukan trombus

• OxLDL bersifat highly immunogenic, membentuk

kompleks immun dalam dinding arteri yang dapat diambil oleh makrofag.

Page 30: Radikal Bebas Ps Lmu Gizi 2014

Penyebab Aterosklerosis adalah Multifaktor.Penyakit yang menyebabkan kenaikan kadar VLDL,IDL, LDL dan TG serta menurunnya kadar HDL akan Berdampak sebagai pemicu terjadinya AterosklerosisSeperti : Penyakit DM, Hiperlipidemia, Kegemukan Perokok dll.Konsep patogenesis Aterosklerosis yang terkait dgnmetabolisme lemak adalah Infiltrasi lipid Subendotel,mengatakan bahwa infiltrasi LDL ke dalam lapisan endotel akan mengalami asetilasi dan oksidasi.Oksidasi LDL akan dipagositosis oleh sel makrofagmenjadi Sel Busa( Foam Cell ) dan ini merupakan awal dari bangunan Garis lemak ( Fatty Streak ) yang selanjutnya akan memicu keluarnya Faktor pertumbuhan ( PDGF )

Page 31: Radikal Bebas Ps Lmu Gizi 2014

Selanjutnya PDGF ( Platelet Derived Growth Factor ) akan berpengaruh baik pada monosit, miosit , Fibroblast, platelet sehingga akan berpoliferasi dan bermigrasi kearah intima.Fibroblast akan memacu pertumbuhan serabut kolagen sedangkan platelet akan mengalami agregasi yang hebat. Penambahan unsur kolagen dan miosit akan menyebabkan terjadinya lapisan fibrosa ( Fibrous Plaque) , dimana plaque ini akan mempersempit dan menurunkan elastisitas pembuluh darah. Selanjutnya akan terjadi Kalsifikasi , dimana permukaan menjadi kasar dan irreguler sehingga menyebabkan pengurarangan ukuran dari lumen arteri

ATEROSKLEROSIS

Page 32: Radikal Bebas Ps Lmu Gizi 2014

KONSEP PATOGENESIS ATEROSKLEROSIS

SERUM LDL

LDL INFILTRASI

OKSIDASI LDL SEL BUSA GARIS LEMAK

PROLIFERASI SEL

KALSIFIKASI

KERUSAKAN ENDOTEL

FAKTOR PERTUMBUHAN

PDGF

PLATELETAGREGASI

ATEROSKLEROSIS

RADIKAL BEBAS

Page 33: Radikal Bebas Ps Lmu Gizi 2014

ASAP ROKOK ( TAR ) RADIKAL BEBAS ( RADIKAL HIDROSIL) +

PUFA ( PADA MEMBRAN SEL )

PEROKSIDASI LEMAK

MDA ( MALONDIALDEHID) PENGUKURAN AKTIVITAS RADIKAL BEBAS TAK LANGSUNG

Page 34: Radikal Bebas Ps Lmu Gizi 2014

3. NO dan Aterosklerosis• Nitrit oksid dapat menyebabkan relaksasi myocyte dan

mempunyai peranan penting dalam pengaturan sirkulasi koroner dan kontraktilitas myokardium.

• NO dapat menghambat agregasi platelet, adhesi leukosit dan kemungkinan melawan kerusakan cardial.

• Namun, overproduksi NO dalam pembuluh darah dapat menyebabkan vasodilatasi, resistansi terhadap stimulus konstriktor, kerusakan sel endotelial dan peningkatan sintesis NO.

• NO memiliki peran yang menguntungkan pada hemodinamik dan peran merugikan (sitotoksisitas). Produksi NO secara normal memiliki peran protektif terhadap sistem kardiovaskuler dan melindungi dari pembentukan atheroma, tetapi apabila produksinya berlebih maka NO dapat merugikan.

Page 35: Radikal Bebas Ps Lmu Gizi 2014
Page 36: Radikal Bebas Ps Lmu Gizi 2014

4. Radikal Bebas dan Hipertensi

• Hipertensi esensial dihubungkan dengan peningkatan produksi anion superoksid, hidrogen peroksida, radikal hidroksil dan Ox LDL, lipid peroksida serta penurunan kapasitas antioksidan.

• Stress oksidatif menurunkan aktivitas sel darah merah, neutrofil, superoksid dismutase dan glutation peroksidase.

Page 37: Radikal Bebas Ps Lmu Gizi 2014

• ROS dapat berperan : menginaktifkan NO dalam mengkonversi peroksinitrit dan anion superoksid vasokonstriksi dan peningkatan resistansi hemodinamik perifer, atau meningkatkan produksi radikal bebas yang membantu trigger mechanism proses kerusakan oksidatif pada berbagai makromolekul (mis. LDL).

• Radikal superoksid di dalam dan di sekitar sel endotelial vaskuler peran penting dalam patogenesis hipertensi. Hipertensi esensial berhubungan dengan peningkatan produksi anion superoksid dan hidrogen peroksid.

Page 38: Radikal Bebas Ps Lmu Gizi 2014

5. RADIKAL BEBAS DENGAN DIABETES MELLITUS

HIPERGLIKEMIA

OXIDATIVE STERSS

LDL

Page 39: Radikal Bebas Ps Lmu Gizi 2014

• Peran radikal bebas seperti peran cytokines (IL-1, tumor necrosis factor , interferon ) dan nitrit oksid dalam proses mediated-immune, menyebabkan kerusakan sel pankreas, yang menjadi penyebab dari DM tipe 1

• Radikal bebas tidak hanya berperan sebagai

penyebab DM, tetapi juga dalam komplikasi DM jangka panjang.

Page 40: Radikal Bebas Ps Lmu Gizi 2014

6. RADIKAL BEBAS DENGANPATOGENESA INFEKSI DAN MUTASI

VIRUSNO dan radikal bebas (seperti superoksid) merupakan molekul kunci dalam patogenesa penyakit infeksi virus. Produksi NO yang berlebihan pada berbagai penyakit infeksi virus menyebabkan peningkatan produksi spesies NO reaktif seperti peroksinitrit, dan merubah fungsi biologis NO. Spesies nitrogen reaktif menyebabkan kerusakan oksidatif jaringan dan mutagenesis melalui oksidasi dan nitrasi dari biomolekul.

Page 41: Radikal Bebas Ps Lmu Gizi 2014

7. RADIKAL BEBAS DAN PENYAKIT HATI• Radikal bebas dan stress oksidatif memiliki peran

penting dalam patogenesa penyakit hati akibat alkoholik, toksik dan virus hepatitis.

• Beberapa obat hepatoprotektif yang mempunyai aktivitas antioksidan dapat menghasilkan efek menguntungkan seperti stabilitasi membran, penetralan radikal bebas, dan imunomodulasi. Beberapa penyakit hati berhaasil dilindungi dengan memberikan suplemen antioksidan.

• Radikal bebas menyebabkan peroksidasi lipid dan menyebabkan terjadinya karsinoma hati. Spesies oksidatif memiliki efek patologis pada penyakit hati kronik, khususnya kerusakan hati akibat alkoholik. Radikal bebas berhubungan dengan kerusakan mitokondria hati akibat overload Fe kronik. Radikal bebas berperan dalam hepatotoksisitas akut akibat alkohol.

Page 42: Radikal Bebas Ps Lmu Gizi 2014

8. RADIKAL BEBAS DAN PENYAKIT GINJAL

Radikal bebas mempunyai Radikal bebas mempunyai mekanisme penting dalam mekanisme penting dalam patofisiologi gagal ginjal akut patofisiologi gagal ginjal akut melalui penurunan cairan melalui penurunan cairan ekstraseluler dan endotoksemia ekstraseluler dan endotoksemia yang terlihat pada yang terlihat pada obstructive obstructive jaundice jaundice yang meningkatkan yang meningkatkan produksi radikal bebas oksigen produksi radikal bebas oksigen dan kegagalan mekanisme dan kegagalan mekanisme pertahanan antioksidan.pertahanan antioksidan.

Page 43: Radikal Bebas Ps Lmu Gizi 2014

• Kerusakan akibat radikal bebas oksigen saat re-oksigenasi jaringan setelah iskhemiaa memiliki peran penting dalam patogenesa gagal ginjal akut pada penderita obstruktif jaundis.

• Peningkatan aktivitas radikal bebas oksigen, penurunan kapasistas antioksidan, penurunan enzim inaktivasi radikal bebas oksigen pada penderita gagal ginjal kronik:

• Melalui inaktivasi dari NO, oksidasi asam lemak arachidonat dan melalui aksi vasokonstriksi langsung, radikal bebas dapat emingkatkan tekanan darah. Peningkatan aktivitas radikal bebas oksigen bertanggungjawab pada terjadinya hipertensi tergantung GGK. Penelitian pada hewan coba yang menderita gagal ginjal kronik menunjukkaan radikal bebas hidroksil merupakan sumber utama dari radikal bebas oksigen.

Page 44: Radikal Bebas Ps Lmu Gizi 2014

9. RADIKAL BEBAS DENGAN PENYAKIT PARU

Paru-paru merupakan Paru-paru merupakan jaringan yang dipapar jaringan yang dipapar oksigen konsentrasi tinggi oksigen konsentrasi tinggi lebih dari jaringan lain. lebih dari jaringan lain. Peningkatan stress Peningkatan stress metabolik merupakan satu metabolik merupakan satu bagian penting dari bagian penting dari patogenesis penyakt paru patogenesis penyakt paru obtruktif, seperti asma, obtruktif, seperti asma, penyakit pulmonary penyakit pulmonary obstruktif kronik, penyakit obstruktif kronik, penyakit paru parenkim (seperti paru parenkim (seperti idiopatic pulmonary fibrosis idiopatic pulmonary fibrosis dan penyakit paru dan penyakit paru granulomatosis), dan granulomatosis), dan keganasan paru.keganasan paru.

Page 45: Radikal Bebas Ps Lmu Gizi 2014

Fibrosis Pada Jaringan Paru

• Berbagai agen turunan oksigen aktif dapat menghasilkan perubahan fibrotik. Oksigen, paraquat, nitrofurantoin dan bleomycin dapat menghasilkan firbosis pulmonary. Agen turunan radikal bebas seperti Fe dan tembaga juga dihubungkan dengan fibrosis hati (sirosis) dan fibrosis pada organ lain seperti jantung dan lesi fibrosis dari arteri. Gambar di bawah ini menunjukkan fibrosis pada paru-paru akibat dipapar radikal bebas dalam waktu yang lama.

Page 46: Radikal Bebas Ps Lmu Gizi 2014

Gambar A: interstitial pulmonary fibrosis (BPD) sekunder pada bayi berusia 6 bulan yang diberi oksigen konsentrasi tinggi. Gambar B: Intersitial pulmonary fibrosis pada wanita usia 62 tahun akibat penggunaan nitrofurantooin untuk terapi infeksi saluran kemih (pembesaran 400 x). Pada kedua kasus tersebut, jaringan paru-paru normal digantikan oleh jaringan parut (fibrosis/scar) pada interalveolar/intersitial.

Page 47: Radikal Bebas Ps Lmu Gizi 2014

10. RADIKAL BEBAS DAN PEMBENTUKAN SEL KANKER

Gangguan Radikal Gangguan Radikal bebas oksigen pada bebas oksigen pada DNA apabila tidak DNA apabila tidak menyebabkan menyebabkan kematian, maka kematian, maka bisa merangsang bisa merangsang perkembangan perkembangan kanker. kanker. Mutagenesis akibat Mutagenesis akibat kerusakan oksidatif kerusakan oksidatif pada DNA sering pada DNA sering terjadi pada sel terjadi pada sel normal.normal.

Page 48: Radikal Bebas Ps Lmu Gizi 2014

• Radikal bebas oksigen berperan penting dalam penyebaran penggandaan sel tumor dan penambahan faktor pendukung kanker.

• Pemberian antioksidan untuk mencegah kanker akibat radikal bebas belum terbukti efektif.

• Cara terbaik adalah dengan menghindari paparan sumber-sumber stress oksidatif baik endogen maupun eksogen.

Page 49: Radikal Bebas Ps Lmu Gizi 2014

• Disisi lain, adanya gen suppressor tumor dan mekanisme perbaikan DNA merupakan mekanisme pertahanan diri dari karsinogen akibat radikal bebas oksigen. Faktor yang mendukung stress oksidatif antara lain : kurangnya intake antioksidan, intake PUFA yang tinggi, paparan ozon, radiasi ionisasi, asap rokok.

• Radikal bebas oksigen dan logam transisi seperti Fe berpotensi merusak membran, protein dan asam nukleat.

• Reaksi radikal bebas oksidatif dan kerusakan oksidatif memiliki peran penting dalam patologi penyakit, termasuk penuaan dini, karsinogen, dan kerusakan otak (stroke). Kerusakan oksidatif kehilangan aktivitas glutamin synthetase merupakan kunci dari stroke akibat brain injury. Radikal bebas oksigen berperan kunci dalam proses karsinogenesis melalui mediasi pembentukan base adduct, seperti 8-hydroxyguanine.

Page 50: Radikal Bebas Ps Lmu Gizi 2014

• Kerusakan oksidatif akibat Radikal Bebas pada proses inisiasi:

• Kerusakan oksidatif dapat menyebabkan inaktivasi atau kehilangan gen supressor tumor, yang menyebabkan inisiasi atau progresi dari karsinogenesis. Inaktivasi dari gen supressor tumor juga dapat terjadi karena perubahan single base pair, dan disebut point mutation.

• Peran logam transisi dalam kerusakan oksidatif DNA:• Kehadiran ion logam dalam DNA dapat memicu pembentukan

spesies oksigen reaktif yang dapat merusak bases DNA. Penambahan ion tembaga menyebabkan mutasi yang lebih daripada penambahan ion Fe. Ikatan ion tembaga dengan DNA bisa terjadi secara alamiah, yang bermanfaat untuk menstaabilkan mengurangi spesiesoksigen reaktif. Tetapi apabila sampai terjadi copper redox cycling dari elektron, maka akan mengakibatkan pembentukan highly reactive hydroxyl dari bentuk superoksid reaktif dan hidrogen peroksida.

• Radikal Bebas dalam Tumour Promotion:• Radikal bebas secara tidak langsung banyak berperan dalam proses

tumour promotion. Sebagai contoh banyak antioksidan dan oxidant detoxifier terbukti menurunkan proses biokimia tumor promotion.

Page 51: Radikal Bebas Ps Lmu Gizi 2014

RADIKAL BEBAS DAN KANKER

• Kanker ; penyakit yang ditandai oleh pembelahan sel yang tidak tekendali dan kemampuan sel tersebut untuk menyerang jaringan biologis lainnya, baik secara ivasi atau metatasis.

• Penyebab : kerusakan DNA mutasi• Penyebab mutasi : agen kimia maupun

fisik (karsinogen)• Mutasi dapat terjadi secara spontan atau

diwariskan.

Page 52: Radikal Bebas Ps Lmu Gizi 2014

• Dari segi gizi, unsur yang merusak DNA : radikal bebas dan karsinogen

• Radikal bebas yang mengambil elektron dari sel tubuh dapat menyebabkan perubahan struktur DNA sehingga timbul sel mutan kanker

• Kanker dapat dicegah dengan antioksidan, namun seringkali tidak tercukupi, ex : glutation yang dihasilkan tubuh memerlukan asupan vitamin C 1000mg

Page 53: Radikal Bebas Ps Lmu Gizi 2014

MEKANISME TERJADINYA RADIKAL BEBAS-KANKER

Eksposure free radikal

Metabolik activation of FR

Initiation (interaction between FR and DNA)

Promotion (multiplication and growth of abnormal cells)

Tumor growth

Page 54: Radikal Bebas Ps Lmu Gizi 2014

11. RADIKAL BEBAS & NEURODEGENERATIF DISORDER

• Radikal bebas berperan dalam kematian sel neuron dan neurodegeneratif disorder

• seperti Huntingston’s disease (HD), Parkinson’s (PD), Alzeimer’s dan Amylotropic Lateral Sclerosis / Lou Gehrig’s disease.

• Ahli neurology menduga bahwa glutamate sebagai neurotransmitter apabila terakumulasi dalam otak

dapat memicu produksi radikal bebas, menghasilkan species oksigen yang reaktif yang secara langsung dapat merusak sel membrane dan protein, serta dapat berperan sebagai molekul signaling yang diprogram memulai kematian sel (apoptosis), proses yang diduga menyebabkan berbagai neurodegenerative disorder.

Page 55: Radikal Bebas Ps Lmu Gizi 2014

Neurodegeneratif DisorderRadikal bebas berperan dalam kematian sel neuron dan neurodegeneratif disorder.

Glutamate (neurotransmitter) terakumulasi dalam otak:

memicu produksi radikal bebas/species oksigen yang reaktif

1) merusak sel membrane dan protein2) berperan sebagai molekul signaling

yang memulai kematian sel (apoptosis)

proses yang diduga menyebabkan berbagai neurodegenerative disorder.

Page 56: Radikal Bebas Ps Lmu Gizi 2014

Peran Radikal Bebas dalam Proses Inflamasi

• Granulosit/sel fagosit lain menghasikan superoksid dan spesies oksidatif • Sel-sel inflamatory (granulosit, macrofag, T-lymfosit, dll) menghasilkan

superoksid & spesies oksigen aktif untuk proses microbiocidal/citocidal. • Spesies oksigen aktif ini dapat memodulasi elemen spesifik dalam respon

inflamatory in vitro. Contoh: protein imunomodulator seperti granulosit migratory factor, prostaglandin, cyclic nucleotides dan platelet.

Page 57: Radikal Bebas Ps Lmu Gizi 2014

12. GANGGUAN METABOLISME PURIN• Disamping peranannya sebagai antioksidan, asam urat dan

purin dapat memediasi reaksi fenton dengan perokside. Purin juga mengkatalisa autooksidasi epinefrin (pada kondisi tertentu). Reaksi fenton dengan peroksida dihasilkan oleh autooksidasi adrenalin.

• Purin dapat memediasi proses inflamatory, misalnya asam urat yang difagositosis mungkin sekali memediasi reaksi fenton dengan granulosit menghasilkan peroksida.

• Granulosit menjadi lisis setelah memakan kristal urat – merupakan proses pathogenic dari gout primer. Purin juga dapat memodulasi fungsi sel inflamatory.

• Jadi ada 2 sifat yang dimiliki asam urat, yaitu bisa berperan sebagai antioksidan yang melindungi dari radikal bebas, atau bisa juga berperan sebagai pro-oksidan.

Page 58: Radikal Bebas Ps Lmu Gizi 2014

RADIKAL BEBAS-AGINGRADIKAL BEBAS-AGING Menurut Meydani (1995), menua

merupakan proses multifactor yang terjadi pada tingkat sel, organ dan organisme.

Proses penuaan dikaitkan dengan radikal bebas.

Keadaan di mana timbul radikal bebas seperti pada keradangan menahun, merokok, polusi udara dan lingkungan, stress akan berakibat pada percepatan proses penuaan atau penuaan dini.

Page 59: Radikal Bebas Ps Lmu Gizi 2014

Molekul oksigen merupakan molekul Molekul oksigen merupakan molekul esensial dan vital untuk mempertahankan esensial dan vital untuk mempertahankan kehidupan.Dalam kehidupan aerobic kehidupan.Dalam kehidupan aerobic oksigen mempunyai peranan penting pada oksigen mempunyai peranan penting pada proses energi, sintesis berbagai senyawa proses energi, sintesis berbagai senyawa esensial, menurunkan aktivitas molekul esensial, menurunkan aktivitas molekul yang tidak dikehendaki, dan melawan yang tidak dikehendaki, dan melawan mikroorganisme yang masuk, adakalanya mikroorganisme yang masuk, adakalanya sejumlah radikal bebas yang potensial sejumlah radikal bebas yang potensial merusak juga tebentuk. merusak juga tebentuk.

Oksigen juga merupakan factor penting Oksigen juga merupakan factor penting pada beberapa kondisi patologi. Radikal pada beberapa kondisi patologi. Radikal bebas ini akan bereaksi dengan PUFA atau bebas ini akan bereaksi dengan PUFA atau asam lemak tidak jenuh ganda yang asam lemak tidak jenuh ganda yang menyebabkan terbentuknya lemak menyebabkan terbentuknya lemak peroksida. Sebagai penangkal radikal bebas peroksida. Sebagai penangkal radikal bebas adalah anti oksidan.adalah anti oksidan.

Page 60: Radikal Bebas Ps Lmu Gizi 2014

Bila anti oksidan dalam tubuh tidak memadai, daya tahan tubuh akan menurun dan proses penuaan dini akan terjadi. Oleh sebab itu ketersediaan antioksidan dalam tubuh harus dipertahankan dan ditingkatkan untuk dapat menangkal serangan radikal bebas. Bila serangan radikal bebas dalam tubuh tidak terkendali, maka elastisitas jaringan kolagen dan otot akan hilang. Akibatnya kulit menjadi keriput dan timbul bintik-bintik pigmen kecokelatan pada kulit.Proses penuaan bukan hanya menyangkut kulit keriput , rambut rontok dan tipis, melainkan juga menyangkut proses penurunan fungsi organ-organ dalam tubuh, akibat penurunan fungsi sel tubuh.

Page 61: Radikal Bebas Ps Lmu Gizi 2014

Proses penuaan dapat diperlambat, dengan Proses penuaan dapat diperlambat, dengan upaya peningkatan kualitas hidup. upaya peningkatan kualitas hidup.

Upaya memperlambat proses penuaan Upaya memperlambat proses penuaan perlu dilakukan secara menyeluruh dan perlu dilakukan secara menyeluruh dan terpadu. Perawatan kulit dari luar saja terpadu. Perawatan kulit dari luar saja tanpa disertai dengan perbaikan pola tanpa disertai dengan perbaikan pola makan dan pola hidup akan sulit diperoleh makan dan pola hidup akan sulit diperoleh hasil yang optimal. hasil yang optimal. Berbagai upaya yang Berbagai upaya yang dapat dilakukan sebagai berikut :dapat dilakukan sebagai berikut :

1. Makan sehat ( rendah natrium , tinggi serat, 1. Makan sehat ( rendah natrium , tinggi serat, cukup flavonoid, rendah kolesterol, rendah cukup flavonoid, rendah kolesterol, rendah lemak jenuh, rendah trans fatty acid, dan lemak jenuh, rendah trans fatty acid, dan terbatas penggunaan food additive)terbatas penggunaan food additive) 2. Gaya hidup sehat (tidak merokok, tidak minum 2. Gaya hidup sehat (tidak merokok, tidak minum

alkohol, alkohol, olahraga secara teratur, hidup di lingkungan olahraga secara teratur, hidup di lingkungan

sehat)sehat) 3. Konsumsi suplemen dan anti oksidan3. Konsumsi suplemen dan anti oksidan 4. Detoksifikasi4. Detoksifikasi 5. General chek up kesehatan secara teratur5. General chek up kesehatan secara teratur

Page 62: Radikal Bebas Ps Lmu Gizi 2014
Page 63: Radikal Bebas Ps Lmu Gizi 2014

Cara Kerja

Page 64: Radikal Bebas Ps Lmu Gizi 2014

Makanan mengandung Antioksidan