Cermin Dunia Kedokteran

OPINI

Radikal Bebas dan Anti Oksidan

kaitannya dengan nutrisi

dan penyakit kronis

Sulistyowati Tuminah, S.Si

Pusat Penelitian Penyakit Tidak Menular, Badan Penelitian dan Pengembangan Kesehatan,

Departemen Kesehatan RI, Jakarta

PENDAHULUAN

Kekayaan dan kemiskinan mempunyai dampak yang

mendalam pada makanan, gizi dan kesehatan. Ketika

pendapatan meningkat dan para penduduk menjadi lebih

modern(seperti di kota) masyarakat memasuki stadium yang

berbeda, yang disebut Transisi Gizi. Kemakmuran selalu

dikaitkan dengan konsumsi makanan yang kaya dengan lemak.

Makanan impor, fast food, dan peningkatan konsumsi gula

serta lemak hewani bertanggung jawab terhadap peningkatan

angka kegemukan dan penyakit kronis global

(1)

Oleh karena penyakit kronis seperti kanker dan ateros-

klerosis dikaitkan dengan proses oksidasi, maka perhatian

yang sangat besar sekarang ini difokuskan pada bagaimana

faktor makanan mempengaruhi potensi oksidatif jaringan

(2)

Kerusakan oksidafif terhadap jaringan biologi tergantung

oleh banyak faktor, termasuk komposisi substrat (misalnya,

komposisi asam lemak), konsentrasi oksigen, dan prooksidan

(contohnya, reactive oxygen species, logam transisi, protein

yang mengandung besi dan enzim)

(2)

RADIKAL BEBAS DAN SISTEM PERTAHANAN TUBUH

Reactive Oxygen Species (ROS) kemungkinan dilibatkan

dalam patofisiologi penyakit manusia, seperti kanker, kardio-

vaskuler dan juga pada penyakit neurodegeneratif seperti

alzheimer dan parkinson. ROS secara tetap diproduksi oleh

reaksi metabolisme dalam tubuh manusia

(3)

Tabel 1. Beberapa ROS yang penting dalam organisme hidup

(4)

Radikal bebas

Non-radikal

Radikal hidroksil OH

Radikal superoksida O

Radikal nitrat oksida NO

Radikal lipid peroksil LOO

Hidrogen peroksida H

Singlet oksigen

Asam hipoklorat HOCl

Ozon O

Banyak ROS yang merupakan radikal bebas. Radikai

bebas adalah molekul yang mempunyai atom dengan elektron

yang tidak berpasangan. Radikal bebas tidak stabil dan

mempunyai reaktivitas yang tinggi. Jika bebas tidak dinakti-

vasi, reaktivitasnya dapat merusak seluruh tipe makromolekul

seluler, termasuk karbohidrat, protein, lipid dan asam nukleat.

Dampak perusakan pada protein oleh radikal bebas menyebab-

kan katarak, dampak pada lipid menyebabkan aterosklerosis

dan dampak pada DNA menyebabkan kanker. Akan tetapi,

radikal bebas tidak selalu merugikan. Misalnya, radikal bebas

berperan dalam pencegahan penyakit yang disebabkan karena

mikrobia melalui sel-sel darah khusus yang disebut fagosit

(4)

Tabel 2. Beberapa sumber radikal bebas

(4)

Sumber internal

Sumber eksternal

Mitokondria

Fagosit

Xantin oksidase

Reaksi yang melibatkan besi dan

logam transisi lainnya

Arakhidonat pathway

Peroksisome

Olah raga

Peradangan

Iskemia/reperfusi

Rokok sigaret

Polutan lingkungan

Radiasi

Obat-obatan tertentu, pestisida

dan anestesi dan larutan industri

Ozon

Tubuh manusia mempunyai beberapa mekanisme untuk

bertahan terhadap radikal bebas dan ROS lainnya. Pertahanan

yang bervariasi saling melengkapi satu dengan yang lain

karena bekerja pada oksidan yang berbeda atau dalam bagian

seluler yang berbeda. Suatu garis pertahanan yang penting

adalah sistem enzim, termasuk superoksida dismutase R

(SOD), katalase, dan glutathion peroksidase. SOD merupakan

golongan enzim antioksidan yang penting dalarn pendekom-

posisian katalitik radikal superoksida menjadi hidrogen

peroksida dan oksigen. Katalase secara spesifik mengkatalisis

dekomposisi hidrogen peroksida. Glutathion peroksidase

merupakan golongan enzim antioksidan yang mengandung

selenium yang penting dalam mengurangi hidroperoksida,

sebagai contoh : hasil oksidasi lipid

(4)

Cermin Dunia Kedokteran No. 128, 2000 49

+ 2H

SOD

+ O

katalase

+ 2H

LOOH + 2GSH glutathion peroksidase LOH + H

O + GSSG

Gambar 1. Cara kerja enzim-enzim superoksida dismutase, katalase

dan glutathion peroksidase

(4)

Nutrisi memainkan peranan kunci dalam menjaga per-

tahanan enzim tubuh terhadap radikal bebas. Beberapa mineral

esensial termasuk selenium, tembaga, dan seng dilibatkan

dalam susunan atau aktivitas katalitik enzim-enzim tersebut

(4)

Apabila katalis yang larut air, seperti tembaga digunakan,

fenolat hidrofilik dan askorbat sering tampak menjadi

antioksidan yang lebih efektif daripada antioksidan hidrofobik,

seperti

-tokoferol

(2)

. Antioksidan adalah suatu substansi yang

menghentikan atau menghambat kerusakan oksidatif terhadap

suatu molekul target

(5)

Garis pertahanan ke-2 adalah senyawa dengan berat

molekul kecil yang bekerja sebagai antioksidan, bereaksi

dengan mengoksidasi senyawa kimia, mengurangi kapasitas

efek yang merusak. Beberapa, seperti glutathion, ubiquinol

don asam urat, diproduksi oleh metabolisme normal. Ubi-

quinol adalah satu-satunya antioksidan larut lemak yang

disintesis oleh sel-sel hewan dan diyakini memainkan peranan

penting dalam pertahanan seluler terhadap kerusakan

oksidatif

(4)

ANTIOKSIDAN SERTA KAITANNYA DENGAN

NUTRISI DAN PENYAKIT KRONIS

Antioksidan dengan berat molekul kecil lainnya ditemu-

kan dalam makanan, yang diketahui adalah vitamin E, vitamin

C dan karotenoid. Beberapa makanan juga mengandung

substansi antioksidan lain. Sebagian besar antioksidan yang

dijumpai dalam makanan tersebut adalah fenolat atau senyawa

polifenolat. Meskipun substansi tersebut belum diketahui

fungsi nutrisinya, akan tetapi mungkin penting bagi kesehatan

manusia karena potensi antioksidannya

(4)

Tabel 3. Beberapa makanan yang mengandung antioksidan non-nutrien

(4)

Produk Antioksidan

Kedelai

Teh hijau, teh hitam

Kopi

Anggur merah

Rosemary, sage, bumbu-bumbu lainnya

Jeruk dan buah-buahan lainnya

Bawang merah

Zaitun

Isoflavon, asam fenolat

Polifenol, catechin

Ester fenolat

Asam fenolat

Asam karnosat, asam rosmarat

Bioflavonoid, chalcone

Quercetin, kaempferol

Polifenol

Bukti substansial yang menghubungkan ROS dengan

penyakit, mengarah pada penelitian mengenai nutrien anti-

oksidan dan antioksidan farmakologis untuk pencegahan

penyakit

(3)

Antioksidan dapat disintesis dalam sel (misal, glutathion/

enzim katalase antioksidan, superoksidase dismutase (SOD),

dan glutathion peroksidase); dihasilkan dari makanan (misal,

vitamin E, vitamin C dan flavonoid) atau secara farmakologis

dari suplemen dan obat (misal n-asetilsistein, NAC)

(3)

Sejumlah penelitian epidemiologis telah menguji peranan

spesifik nutrien antioksidan dalam pencegahan penyakit.

Sebagai contoh : konsumsi vitamin C yang tinggi dikaitkan

dengan penurunan risiko kanker. Vitamin C atau glutathion

dapat membersihkan OH yang sangat reaktif

(3)

. Fenolat yang

merupakan 1 dari kelompok utama komponen makanan non-

esensial dikaitkan dengan penghambatan aterosklerosis dan

kanker

(2)

. Konsumsi vitamin E yang cukup, penting dalam

memperkecil resiko penyakit jantung koroner

(6)

. Vitamin E

mencegah penyebaran kerusakan oleh radikal bebas dalam

membran biologik dengan kemampuannya membersihkan

radikal proksil

(3)

. Konsumsi makanan flavonoid, antioksidan

Tabel 4. Nutrien dan pertahanan antioksidan

(5)

Nutrian

Peranannya dalam tubuh manusia

Besi

Katalase, memperbaiki fungsi mitokondria,

hemoglobin.

Mangan Mn-SOD

dalam

mitokondria

Tembaga

Cu, Zn-SOD caeruloplasmin.

Seng

Cu, Zn-SOD : lebih menghasilkan sifat antioksidan ?

Menstabilkan stuktur membran ?

Protein

Asam amino yang mengandung sulfur diperlukan untuk

membuat GSH, SOD, katalase, glutathion reduktase dan

peroksidase, transpor logam, dan pemyimpanan protein.

Albumin, sebagai pembawa antioksidan tembaga

sacrifical dalam plasma.

Riboflavin

(vit. B. yang

larut dalam air)

Glutathion reduktase, memperbaiki fungsi mitokondria,

dibutuhkan untuk membuat FMN & FAD.

Selenium

Glutathion peroksidase, fungsi tiroid; dapat membantu

mendetoksifikasi karsinogen?

Vitamin E

(tokoferol,

vitamin yang

larut lemak)

Melindungi terhadap proses peroksidasi lipid; dapat

pula membantu menstabilkan struktur membran.

Vitallin C (asam

askorbat vitamin

yang larut air)

Enzim hidroksilase; antioksidan yang larut air, mendaur

ulang vitamin E (?), mengurangi karsinogen nitrosamin.

-karoten

Prekursor vitamin A. Dapat mempunyai beberapa sifat

antioksidan-pembersih kuat singlet O

, dapat bereaksi

dengan radikal peroksil. Beberapa melaporkan bahwa

-karoten menghambat proses peroksidasi lipid dalam

membran, tetapi hanya pada konsentrasi O

yang

rendah.

Lycopene Pigmen

merah

orange pada tomat. Pembersih kuat

singlet O

. Diperkirakan menjadi antioksidan in vivo,

tetapi belum ditetapkan.

Retinol (vitamin

A; vitamin yang

larut lemak)

Beberapa sifat antioksidan dibuktikan secara in vitro,

tetapi tidak ada bukti yang baik bahwa, retinol bekerja

sebagai antioksidan secara in vivo.

Nikotinamid

(vitamin B)

Dibutuhkan untuk membuat NAD

, NADH, NADP

NADPH - diperlukan untuk glutathion reduktase.

Penting dalam metabolisms sel dan produksi energi.

yang terdapat dalam sayuran, teh, dan minuman anggur,

baru-baru ini juga menunjukkan perbandingan terbalik dengan

kematian akibat penyakit jantung koroner

(7)

. Flavonoid

mengurangi OH

, O2

, dan radikal peroksil

(3)

. Berikut ini

dihadirkan label nutrien-nutrien yang berperan sebagai anti-

oksidan dalam tubuh manusia.

Beberapa nutrien yang diketahui sebagai antioksidan,

ternyata ada yang mempunyai dampak yang kurang me-

Cermin Dunia Kedokteran No. 128, 2000

pankreas dan kanker perut. Akan tetapi, konsentrasi oral dalam

jumlah besar dapat menyebabkan iritasi lambung dengan diare

dan asidisikasi urin, yang dapat dikatakan sebagai awal dari

pembentukan batu ginjal

(5)

nguntungkan terhadap kesehatan, misalnya: fenolat,

-karoten,

vitamin A dan vitamin C.

Ada bukti yang kuat bahwa makanan fenolat bermanfaat

bagi kesehatan manusia, tetapi hubungan antara bioaktivitas

dan sifat antioksidannya memerlukan penelitian lebih jauh.

Fakta bahwa antioksidan fenolat dapat menjadi prooksidatif

dan antioksidatif menunjukkan, dibawah kondisi tertentu dan

dalam jaringan tertentu, fenolat dapat lebih beresiko oksidatif

daripada bermanfaat

(2)

PENUTUP

Banyak faktor mempengaruhi aktivitas antioksidan. Pada

aktivitas kimia faktor seperti kelarutan, bioavailabilitas, dan

retensi jaringan seharusnya dipertimbangkan dalam meng-

evaluasi bioaktivitas antioksidan

(2)

-karoten yang beketja sebagai antioksidan kondisi

fisiologis normal (gaya tegang oksigen yang rendah), dapat

juga bekerja sebagai prooksidan pada konsentrasi tinggi dan

kondisi yang lebih bersifat oksidatif (seperti dalam paru-paru

para perokok) sehingga meningkatkan resiko kanker paru-

paru

(3,4)

KEPUSTAKAAN

1. Drewnowski A, Popkin BM. The Nutrition Transition: New Trends in

the Global Diet. Nutr Rev 1997; 55(2) : 31- 43.

Seperti

-karoten, vitamin A juga disarankan menjadi

nutrien antikarsinogen. Vitamin A sebagian besar berasal dari

hewan, sementara

-karoten berasal dari tanaman. Konsumsi

yang tinggi akan suplemen vitamin A bukannya tanpa resiko

terhadap kesehatan, dan telah dilaporkan menyebabkan sakit

kepala, pusing, inomnia, iritabilitas, sakit pada persendian dan

tulang, kerontokan rambut kulit kering dan lelah. Apabila

diperkirakan membutuhkan lebih banyak vitamin A,

tampaknya lebih baik untuk menambah makanan dengan

-karoten yang akan diubah menjadi vitamin A seperti yang

diperlukan oleh tubuh

(5)

Decker EA. Phenolics: Prooxidants or Antioxidants ? Nutr Rev 1997; 55

(11) : 396-407.

Palmer HJ. Paulson KE. Reactive Oxygen Species and Antioxidants in

Signal Transduction and Gene Expression. Nutr Rev 1997; 55(10):

353-61.

4. Langseth L. Oxidants, Antioxidants, and Disease Prevention. ILSI

Europe Concise Monograph Series. Brussel, Belgium. 1995 : 1-24.

5. Gutteridge JMC, Halliwell B. Antioxidants in Nutrition, Health and

Disease. Oxford. University Press. 1996 : 40-81.

6. Weststrate JA, Van het Hof KH, Van den Berg H, Velthuis-te-Wierik

EJM, de Graaf C. Zimmermanns NJH, Westerterp KR, Westerterp-

Plantenga MS, Verboeket-Van de Venne WPHG. A comparison of the

effect of free acces to reduce fat products or their full fat equivalents on

food intake, body weight, blood lipids and fat-soluble antioxidants levels

and haemostasis variables. Eur J Clin Nutr 1998; 52 : 389-95.

Beberapa penelitian epidemiologis telah menentukan

suatu korelasi antara konsumsi vitamin C yang rendah (kadar

vitamin C dalam darah yang rendah) dengan peningkatan

resiko kanker, terutama kanker esofagus, kanker mulut, kanker

Van het Hof KH, Tijburg LBM, de Boer HBM, Wiseman SA, Weststrate

JA. Antioxidant fortified margarine increases the antioxidant status. Eur

J Clin Nutr 1998; 52 : 292 99.

Description is always a bore, both to the describer and the describee

(Disraeli)

Cermin Dunia Kedokteran No. 128, 2000 51