radikal slide

Upload: shinta

Post on 03-Mar-2016

23 views

Category:

Documents


0 download

DESCRIPTION

radikal

TRANSCRIPT

Mekanisme Pertahanan Tubuh Terhadap Pembentukan Radikal Bebas

STRESS OKSIDATIF dan ANTIOKSIDANAudia Nizhma Nabila (1406655362)Lulu Ul Maknun (1406504301)Nessa (1406655596)Shinta Dewi Permata Sari (1406655646)Pembimbing:Prof. dr. Frans D. Sujatna, PhD., SpFKPROGRAM MAGISTER ILMU BIOMEDIKFARMAKOLOGI2015Stres oksidatif (SO) kerusakan sel yang disebabkan reaksi kimia antara radikal bebas dan molekul dalam tubuh. Terjadi ketidakseimbangan antara proses oksidasi oleh radikal bebas dan proses penetralan oleh antioksidan dalam tubuhKerusakan sel yang disebabkan oleh stres oksidatif penyebab berbagai penyakit: kanker atau penyakit autoimunitas.

STRESS OKSIDATIFRadikal bebas secara berkesinambungan dapat dibuat oleh tubuh kitaSetiap radikal bebas yang terbentuk oleh tubuh dapat memulai suatu reaksi berantai yang akan terus berlanjut sampai radikal bebas ini dihilangkan oleh sistem antioksidan tubuhPada stres oksidatif banyak terbentuk radikal bebas oksigen dan HO sistem proteksi tubuh (enzim katalase dan glutation peroksidase) tidak dapat menetralkan semua radikal bebas oksigen yang terbentuk.

3Malondialdehida (MDA)Akibat serangan radikal bebas terbentuk produk oksidatif yang digunakan sebagai marker menilai stres oksidatif. Penilaian yang akurat terhadap marker kondisi patologis yang terjadi pada tubuh seseorang. Beberapa marker/petanda:Malondialdehida peroksidasi lipidisoprostan kerusakan asam arakidonat8-hidroksiguanin dan thiaminglikol kerusakan DNA. Biomarker ditemukan dalam: darah, urin, & cairan tubuh lainnya. MARKERMDA salah satu produk akhir dari peroksidasi lipid. Senyawa ini terbentuk akibat degradasi radikal bebas OH terhadap asam lemak tak jenuh yang nantinya ditransformasi radikal yang sangat reaktif. Pada keadaan stres oksidatif yang tinggi, terjadi peningkatan kadar MDA serum secara signifikan. Bila keadaan stres oksidatif teratasi, kadar MDA kembali menurunMARKERPada keadaan stres oksidatif terbentuk spesies oksigen reaktif (ROS) menyerang molekulmolekul pada membran sel dan jaringanPada proses inflamasi diperantarai oleh sintesis prostaglandin yang dikatalisis oleh siklo-oksigenase. Produk antara pada sintesis ini adalah radikal bebasAktifitas sel-sel fagosit sebagai mekanisme imunologik normal dalam meregulasi proses inflamasi juga akan menghasilkan radikal bebas oksigen. PROSES TERJADINYA STRESS OKSIDATIFPemeriksaan radikal bebas:Spektroskopi (elektron spin resonance spectroscopy)Spektroskopi absorbsiHPLCJumlah radikal bebas dalam tubuh > jumlah antioksidan banyak radikal bebas yang terikat secara kimia dengan sel-sel tubuh.

Radikal bebas merusak sel-sel dan protein dalam tubuh kerusakan DNA sel mutasi sel sel-sel tumbuh tak terkendali kanker.RADIKALmolekul atau ion yang mengandung satu e yg tidak berpasanganPemutusan ikatan kovalen secara homolitik terbentuk 2 fragmen yang memiliki e tak berpasangan dan bersifat radikalFungsi radikal bebas:Melawan radangMembunuh bakteriMengatur tonus otot polos organ tubuhPada saat terjadi infeksi, radikal diperlukan untuk membunuh mikroorganisme penyebab infeksi

Radikal bebas molekul tidak stabil mencari pasangan elektron sangat aktif untuk bereaksi dengan molekul yang ada di sekitarnya bereaksi dengan hampir semua jenis molekul.

Paparan radikal bebas yang berlebihan dan secara terus-menerus kerusakan sel, mengurangi kemampuan sel untuk beradaptasi terhadap lingkungannya, menyebabkan kematian sel gangguan atau penyakitSaat sel tubuh menggunakan oksigen untuk menghasilkan energi sel-sel tubuh dapat membentuk molekul reaktif radikal bebasSumber Radikal Bebas

Eksogen:

RadiasiXenobiotics (polutan udara, rokok, solven, hidrokarbon aromatik, pestisida, anestetikum, dsb),Obat-obatan (adriamisin, daunorubisin)Konsumsi lemak tak jenuh EndogenAutoksidasi, oksidasi, melalui reaksi-reaksi enzimatis, pada : Membran plasma, Mitokondria, Peroksisom, Sitosol, Retikulum Endoplasma Sel yang rentan terhadap radiasi : Sel epitel pada saluran pencernaan, sel kulit & rambut, sel pada sum-sum tulang untuk pembentukan darahAutoksidasi Autoksidasi produk dari proses metabolisme aerobik. Molekul yang mengalami autoksidasi berasal dari katekolamin, hemoglobin, mioglobin, sitokrom C yang tereduksi, dan thiol. Autoksidasi reduksi dari oksigen di radikal dan pembentukan kelompok reaktif oksigen. Oksidasi enzimatikBeberapa jenis sistem enzim mampu menghasilkan radikal bebas meliputi:xanthine oxidaseprostaglandin synthaselipoxygenasealdehyde oxidaseamino acid oxidase.

Enzim myeloperoxidase hasil aktivasi netrofil, memanfaatkan H2O2untuk oksidasi ion klorida menjadi suatu oksidan yang kuat asam hipoklor.

Radiasi Radioterapi kerusakan jaringan oleh radikal bebas. Radiasi elektromagnetik (sinar X, sinar gamma) dan radiasi partikel (partikel elektron, photon, neutron, alfa, dan beta) radikal primer yang dapat mengalami reaksi sekunder bersama oksigen yang terurai atau bersama cairan seluler.PestisidaPestisida bersifat polutan dan menyebarkan radikal bebas kerusakan organ tubuh (mutasi gen dan gangguan syaraf pusat) Residu kimia yang tertinggal pada produk pertanian kerusakan sel, penuaan dini dan munculnya penyakit degeneratif. Obat-obatanBeberapa macam obat dapat meningkatkan produksi radikal bebas dalam bentuk peningkatan tekanan oksigen.Bahan-bahan tersebut bereaksi bersama hiperoksia mempercepat tingkat kerusakan- antibiotika quinoid- nitrofurantoin- fenilbutason- asam fenamat - sulfasalasinObat kanker seperti bleomycin, anthracyclines (adriamycin), dan methotrexate, memiliki aktifitas pro-oksidan

Olahraga berlebihanMembuat tubuh membutuhkan suplai oksigen yang sangat banyak, peningkatan ini akan memicu timbulnya radikal bebas dalam tubuhAsap rokok : Oksidan dalam rokok kerusakan saluran napas. Bahan oksidan yang terkandung dalam jumlah yang sangat besar (aldehida, epoxida, peroxida, dan radikal bebas lain)Bahan lain seperti nitrit oksida, radikal peroksil, dan radikal yang mengandung karbon berada dalam fase gas.Polusi udara Polusi dari kendaraan bermotor, industri, asap rokok, mesin foto copy dan pendingin ruangan merupakan sumber radikal bebas

Radiasi UVSinar ultra violet yang memiliki energi cukup besar dapat menimbulkan radikal bebas pada kulit.Target Kerusakan oleh Radikal Bebas ProteinFragmentasi & crosslinking mempercepat proteolisiisPengubahan aktivitas enzim

DNAMemutus cincin deoksiribosa kerusakan basa nitrogen terjadi mutasi, kesalahan translasi, menghambat sintesis proteinLipidTerbentuk metaboilt reaktif yg mengubah fluiditas, permeabilitas membran,& mempengaruhi enzim yang terikat

Karbohidrat

Penyakit kronisPenyakit yang disebabkan oleh radikal bebas bersifat kronis.Penyakit yang sering dihubungkan dengan radikal bebas:- serangan jantung,- kanker- katarak - menurunnya fungsi ginjalDAMPAK RADIKAL BEBAS Radikal bebas bersifat sangat reaktif perubahan biokimiawi merusak berbagai komponen sel hidup seperti protein, lipid, karbohidrat dan asam nukleat. Membran sel terdiri dari komponen-komponen lipid serangan radikal bebas terhadap komponen lipid menimbulkan reaksi peroksidasi lipid produk yang bersifat toksik terhadap sel. B. Kerusakan jaringanUmumnya semua sel jaringan organ tubuh dapat menangkal serangan radikal bebas karena di dalam sel terdapat sejenis enzim khusus yang mampu melawannya, tetapi kemampuan manusia secara alami mengalami kemunduran karena peningkatan usia pemusnahan radikal bebas tidak dapat dilaksanakan dengan baik kerusakan jaringanRadikal bebas bersifat sangat reaktif perubahan biokimiawi merusak berbagai komponen sel hidup seperti protein, lipid, karbohidrat dan nukleat. Membran sel terutama terdiri dari komponen-komponen lipid Serangan radikal bebas terhadap komponen lipid reaksi peroksidasi lipid produk yang bersifat toksik terhadap sel. C. ISKEMI Radikal bebas oksigen yang terbentuk akan bekerja sebagai mediator proses patofisiologis. Contoh: iskemia (jantung dan SSP) dan proses inflamasi akutPada iskemia, ATP akan terdegradasi menjadi hipoxantin yg terkumpul dalam jaringan. Keadaan energi rendah konversi XD menjadi XO superoksidaReperfusi O masuk kembali ke dalam jaringan superoksida, hidogen peroksida, & radikal hidroksil scr berlebihanXantine dehidrogenase dalam sitoplasma tidak menghasilkan radikal bebas dalam reaksinya: xantine + HO + NAD asam urat + NADH + HXantine dehidrogenase akan berubah menjadi oksidase jika mengalami proteolisis, XO akan menghasilkan superoksida melalui reaksi: hipoxantin xantin + ODalam keadaan iskemi & tek.parsial O jaringan sangat rendah rad bebas tetap dapat terbentuk

XOKonversi XD (Xantin Dehidrogenase) menjadi XO (Xantin Oxidase) pada jantung memerlukan waktu 15 menit & lebih lama lagi pada jaringan lain Derajat kerusakan akibat reperfusi menjadi berkurang jika diberikan radical scavengers (SOD, allopurinol, DMSO, dsb)Pembentukan radikal bebas dan berkurangnya aktivitas endogen scavenger dapat menyebabkan cedera iskemik permanenJenis-jenis radikal bebasReactive Oxigen Species (ROS):- Anion superoksida (O2 ) - Radikal hidroksil (OH)- Radikal peroksil (ROO)- Hidrogen peroksida (H2O2)Reactive Nitrogen Species (RNS):- Nitri oksida (NO)- Peroksinitrit (-OONO)- Peroksinitrat (-OONO2 )

Hidrogen Peroksida: Derivat oksigen yang bersifat oksidanBereaksi lambat dengan substrat organik Dianggap toksik pada konsentrasi tinggiAnion superoksida:Bereaksi dengan berbagai substrat biologis sbg oksidan atau reduktanReaktivitasnya sangat dibatasi oleh adanya dismutasi spontan yg terjadi pada pH fisiologis

O + O + 2H HO + OPembentukan Radikal Hidroksil Radikal hidroksil sangat destruktifOksidan yang sangat kuatDapat bereaksi dengan hampir semua substrat biologis

O + HO OH + OH + OPembentukan Radikal Hidroksil melalui reaksi Haber Weiss jika ada (chelating agent)

Pembentukan Radikal hidroksil menurut reaksi Fenton:Substansi yang diperlukan tubuh untuk menetralisir radikal bebas dan mencegah kerusakan yang ditimbulkan o/ radikal bebas dengan melengkapi kekurangan elektron yg dimiliki radikal bebas dan menghambat terjadinya reaksi berantai dari pembentukan radikal bebas yg dpt menimbulkan stres oksidatif

ANTIOKSIDAN

24

Mampu memperlambat/mencegah proses oksidasi, baik zat yang mudah teroksidasi meskipun dalam konsentrasi rendah. Komponen kimia yang berperan sebagai antioksidan adalah senyawa golongan fenolik dan polifenolik. Banyak terdapat di alam (tumbuh-tumbuhan). Jenis anti oksidan yang diperlukan dapat berupa vitamin, mineral dan lain sebagainya.

Pemberian antioksidan yang tepat dan cukup, dapat menyempurnakan perbaikan sel-sel yang rusak akibat radikal bebas sehingga proses penuaan dihambatMekanisme Pertahanan Tubuh Terhadap Pembentukan Radikal BebasAntioksidanPrimer :Mencegah terbentuknya radikal bebas yg baru dgn mengubah rad bebas menjadi molekul yg berkurang efek negatifnya sebelum sempat bereaksiContoh: SOD, Katalase, Glutation Peroksidase

Sekunder:Menangkap rad bebas & mencegah terjadinya reaksi berantaiContoh: as askorbat, -tokoferol, kumarin, senyawa fenolik atau polifenolik berupa golongan flavonoid, turunan asam sinamat Pertahanan terhadap radikal bebas dan metabolitnya sistem enzimatis & substansi tertentu

SOD (superoxide dismutase) O2 + O2 + 2H+ H2O2 + O2SODMetaloenzim yang mengandung atom Cu/Fe dibentuk dalam sitosolMengandung Mangan (Mn) dibentuk dalam matriks mitokondriaBerada di otak, hati, sel darah merah, ginjal, tiroid, obat jantung, mukosa, lambung, pankreas, dan paru-paru Berfungsi mengkataliis pemecahan anion superokida mengubah superokida menjadi hidrogen peroksida

Tingkat aktivitas SOD pada manusia sama kapasitas induksi SOD nya berbeda Semakin tua seseorang semakin turun kekuatan SOD

2H2O2 O2 + 2H2OKat.Katalase pada peroksisom dan sitosol

Banyak terdapat di hati dan eritrosit, namun sedikit terdapat pada otak, jantung, dan otot skeletBerfungsi menetralkan hidrogen peroksida menjadi O2 dan 2H2O

Glutation Peroksidase (GP)Terdapat di dalam sitosol dan mitokondriaMencegah peroksidasi lipid dengan menggunakan H2O2 untuk mengubah glutation (GSH) glutation teroksidai (GSSG)

SUMBER ANTIOKSIDAN1. Antioksidan alami (antioksidan hasil ekstraksi bahan alami).

Antioksidan alami di dalam makanan dapat berasal dari:sudah ada dalam komponen makanan reaksi selama proses pengolahan isolasi dari sumber alami dan ditambahkan ke makanan sebagai bahan tambahan pangan.Senyawa antioksidan alami tumbuhan umumnya: senyawa fenolik atau polifenolik berupa golongan flavonoid, turunan asam sinamat, kumarin, tokoferol dan asam-asam organik polifungsional. Golongan flavonoid flavon, flavonol, isoflavon, kateksin, flavonol dan kalkon. Turunan asam sinamat asam kafeat, asam ferulat, asam klorogenat, dll.Antioksidan yang banyak ditemukan pada bahan pangan, antara lain: vitamin E, vitamin C, dan karotenoid. 2. Antioksidan sintetik (antioksidan yang diperoleh dari hasil sintesa reaksi kimia).

Contoh antioksidan sintetik yang diijinkan untuk makanan dan sering digunakan:butil hidroksi anisol (BHA), butil hidroksi toluen (BHT), propil galattert-butil hidoksi quinon (TBHQ) tokoferol. MEKANISME KERJA ANTIOKSIDAN Fungsi I sebagai pemberi atom hidrogen.Antioksidan (AH) yang mempunyai fungsi utama disebut sebagai antioksidan primer. Senyawa ini dapat memberikan atom hidrogen secara cepat ke radikal lipida atau mengubahnya ke bentuk lebih stabil, sementara turunan radikal antioksidan (A*) tsb memiliki keadaan lebih stabil dibanding radikal lipida.

Fungsi II memperlambat laju autooksidasi dengan berbagai mekanisme di luar mekanisme pemutusan rantai autooksidasi dengan pengubahan radikal lipida ke bentuk lebih stabilPenambahan antioksidan primer dengan konsentrasi rendah pada lipida menghambat atau mencegah reaksi autooksidasi lemak dan minyak.

Penambahan tersebut dapat menghalangi reaksi oksidasi pada tahap inisiasi maupun propagasi

Radikal-radikal antioksidan (A*) yang terbentuk pada reaksi tersebut relatif stabil dan tidak mempunyai cukup energi untuk dapat bereaksi dengan molekul lipida lain membentuk radikal lipida baru Meningkatkan imunitas mencegah kanker, penyakit jantung, diabetes dan degenerasi makular. Memperlambat tanda-tanda penuaan dan berkembangnya penyakit Alzheimer.Antioksidan berperan dalam melindungi lipoprotein densitas rendah (LDL) dan sangat rendah (VLDL) dari reaksi oksidasi.Pencegahan aterosklerosis dilakukan dengan menghambat oksidasi LDL menggunakan antioksidan yang banyak ditemukan pada bahan pangan.PERAN ANTIOKSIDAN TERIMA KASIH TERIMA KASIH