dr. ir. sri wahjuni, m.kes. · 2017. 6. 4. · dr. ir. sri wahjuni, m.kes. ii undang-undang...

109

Upload: others

Post on 27-Jan-2021

3 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

  • i

    DR. IR. SRI WAHJUNI, M.KES.

    DISLIPIDEMIAMENYEBABKAN STRESS OKSIDATIFDITANDAI OLEH MENINGKATNYA

    MALONDIALDEHID

  • DR. IR. SRI WAHJUNI, M.KES.

    ii

    Undang-Undang Republik Indonesia Nomor 28 Tahun 2014 Tentang Hak Cipta

    Lingkup Hak CiptaPasal 11. Hak Cipta adalah hak eksklusif pencipta yang timbul secara otomatis berdasarkan

    prinsip deklaratif setelah suatu ciptaan diwujudkan dalam bentuk nyata tanpamengurangi pembatasan sesuai dengan ketentuan peraturan perundang-undangan.

    Ketentuan PidanaPasal 1131. Setiap Orang yang dengan tanpa hak melakukan pelanggaran hak ekonomi sebagaimana

    dimaksud dalam Pasal 9 ayat (1) huruf I untuk Penggunaan Secara Komersial dipidanadengan pidana penjara paling lama 1 (satu) tahun dan / atau pidana denda palingbanyak Rp. 100.000.000,00 (seratus juta rupiah).

    2. Setiap Orang yang dengan tanpa hak dan / atau tanpa izin Pencipta atau pemegang HakCipta melakukan pelanggaran hak ekonomi Pencipta sebagaimana dimaksud dalamPasal 9 ayat (1) huruf c, huruf d, huruf f, dan / atau huruf h untuk Penggunaan SecaraKomersial dipidana dengan pidana penjara paling lama 3 (tiga) tahun dan / atau pidanadenda paling banyak Rp. 500.000.000,00 (lima ratus juta rupiah).

  • iii

    DR. IR. SRI WAHJUNI, M.KES.

    UDAYANA UNIVERSITY PRESS2015

    DR. IR. SRI WAHJUNI, M.KES.JURUSAN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU

    PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS UDAYANA

    DISLIPIDEMIAMENYEBABKAN STRESS OKSIDATIFDITANDAI OLEH MENINGKATNYA

    MALONDIALDEHID

  • DR. IR. SRI WAHJUNI, M.KES.

    iv

    Hak Cipta pada Penulis.Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang :

    Dilarang mengutip atau memperbanyak sebagian atau seluruh isi buku initanpa izin tertulis dari penerbit.

    Penulis:Dr. Ir. Sri Wahjuni, M.Kes.

    Editor:Prof. Dr. Iwan H. Utama, MSVT.

    Penyunting bahasa:Prof. Ir. IDK. Harya Putra, M.Sc., Ph.D.

    Repro

    DISLIPIDEMIAMENYEBABKAN STRESS OKSIDATIF DITANDAI

    OLEH MENINGKATNYA MALONDIALDEHID

  • v

    DR. IR. SRI WAHJUNI, M.KES.

    Puji syukur penulis panjatkan kepada Ida SangHyang Widhi Wasa (Tuhan Yang Maha Esa), berkatrahmatNya-lah, penulis dapat menyelesaikan penulisanmonograf yang berjudul: Dislipidemia Menyebabkan StressOksidatif Ditandai Oleh Meningkatnya Malondildehid.Penulis monograf ini secara khusus bertujuan untukmenunjang proses pembelajaran mata kuliah biokimia yangmerupakan suatu interdisiplin ilmu yang mengajarkanberbagai subbidang ilmu seperti Kedokteran, Bioteknologi,Mikrobiologi, Fisiologi, Biologi sel, Biofi sik, Kimia, Farmasi,dan lainnya.

    Pada dasarnya, monograf ini disusun tentangdislipidemia yang menyebabkan stress oksidatif, yangditandai meningkatnya malondialdehid. Gangguan tersebutterjadi karena kelebihan mengkonsumsi makanan instandan makanan siap saji dan pola makan yang demikianitu memicu munculnya beragam penyakit; salah satunyaadalah dislipidemia. Dislipidemia merupakan metabolismelipoprotein abnormal, biasanya berhubungan denganproduksi berlebih atau kekurangan lipoprotein. Lipoproteinmerupakan alat transport lipid di dalam aliran darah.Aliran darah adalah sirkulasi darah untuk pembawa lemak

    PRAKATA

  • DR. IR. SRI WAHJUNI, M.KES.

    vi

    yang terikat dengan protein. Ada lima macam lipoprotein,yaitu Kilomikron,Very lowDensity Lipoprotein (VLDL ataulemak jahat), Intermediet lipoprotein Lipoprotein,LowDensityLipoprotein

    (LDL),dan High Density Lipoprotein (HDL atauLemak baik).Disebut lemak baik karena HDL dapat melepaskelebihan lemak ke hati untuk selanjutnya dimetabolismeulang.

    Malondialdehid (MDA) adalah produk akhir olehlipid peroksidasi. Proses ini sama dengan awal terjadinyastress oksidatif. MDA juga merupakan zat reaktif yangbisa oksidatif, dan metabolik terdegradasi, sehingga cederaoksidatif ada di biomolekul lipid.

    Buku monograf ini diawali dengan uraian secaraumum tentang faktor pencetus dislipidemia (Pendahuluan),dislipidemia memicu sindroma metabolik dan stressoksidatif (Bab II) stress oksidatif dan malondialdehid (BabIII),Konsekuansi Malondialdehid dalam Pengendaliannya (BabIV). Akhirnya, buku monograf ini diakhiri oleh Bab Penutupyang menyajikan rangkuman dari berbagai hal penting dariisi buku monograf ini.

    Penulisan buku monograf ini disusun secara kompilasidari berbagai sumber baik dari informasi yang ada diInternet yang merupakan hasil penelitian, yang disediakansecara open journal system, maupun dari textbook yang ada.Materi yang disajikan dalam buku monograf ini telah dipilihsedemikian rupa agar cocok dengan tujuan pembelajaranlipid peroksidasi membran sel, yang menyebabkanterjadinya stress oksidatif.

  • vii

    DR. IR. SRI WAHJUNI, M.KES.

    Penulis melalui kesempatan ini mengucapkan terimakasih kepada Bapak Prof.Ir. IDK. Harya Putra, M.Sc.,Ph.D.sebagai penyunting bahasa, Prof.Dr. Iwan H. Utama, MSVTsebagai editor yang dengan rela hati memberikan banyakreferensi berarti dalam penyelesaian buku monograf ini.Ucapan terima kasih juga disampaikan kepada Bapak Drs.JiwaAtmaja,S.U., selaku Direktur Udayana University Pressyang telah menerbitkan buku ini.

    Dengan senang hati penulis menunggu saran dankritik penyempurnaan buku monograf ini, agar dapatdigunakan untuk menunjang proses pembelajaran biokimiapada Program Sarjana dan Magister Universitas Udayana.

    Denpasar, Februari 2015Penulis

  • DR. IR. SRI WAHJUNI, M.KES.

    viii

  • ix

    DR. IR. SRI WAHJUNI, M.KES.

    PRAKATA ................................................................................. v

    DAFTAR GAMBAR ................................................................. x

    DAFTAR SINGKATAN/LAMBANG ................................. xiii

    BAB I PENDAHULUAN .....................................................1

    BAB II SINDROM METABOLIK DAN STRESS

    OKSIDATIF ...............................................................9

    BAB III STRESS OKSIDATIF

    DAN MALONDIALDEHID ..................................31

    BAB IV PENUTUP .................................................................82

    DAFTAR PUSTAKA ..........................................................85

    BIODATA PENULIS ..........................................................94

    DAFTAR ISI

  • DR. IR. SRI WAHJUNI, M.KES.

    x

    Gambar 1. Klasifi kasi Lipoprotein ...................................... 11Gambar 2. Sintesis Metabolisme dan Transport Lipid ..................................................................... 14Gambar 3. Proses Oksidasi Low Density Lipoprotein (LDL ............................................... 17Gambar 4. Peningkatan produksi ROS pada lemak yang terakumulasi Dan menyebabkan keadaan sindroma metabolik ........................... 22Gambar 5. Kemunculan Dislipidemia pada Sindroma Metabolik ......................................... 24Gambar 6. Mekanisme Dislipidemia memicu stress oksidatif .................................................... 30Gambar 7. Langkah-Langkah Inisiasi proses peroksidasi Lipid ............................................... 40Gambar 8. Tahap Awal Langkah Penyebaran Proses Peroksidasi Lipid ................................... 42Gambar 9. Dimediasi Reaksi Berantai Radikal Bebas .................................................................... 48Gambar 10. Lipid, DNA, dan Kerusakan protein dari reaksi Radikal Bebas ................................. 58Gambar 11. Oksidasi fosfolipid pada konsentrasi yang berbeda dari logam Transisi ................... 64Gambar 12. Lipid peroksidasi dan peroksidasi protein dengan kadar Sekunder ...................... 71

    DAFTAR GAMBAR

  • xi

    DR. IR. SRI WAHJUNI, M.KES.

    DAFTAR TABEL

    Tabel 1. Klasifi kasi lipoprotein berdasarkan

    densitasnya .............................................................10

    Tabel 2. Penyebab Sekunder abnormalitas

    Lipoprotein ............................................................15

    Tabel 3. Abnormalitas waktu puasa di dalam lipid.

    Lipoprotein. nilai apolipoprotein, dan

    enzim atau protein dalam sindrom

    metabolik ................................................................23

  • DR. IR. SRI WAHJUNI, M.KES.

    xii

    DAFTAR SINGKATAN/LAMBANG

    ATP : Adenosine TriphosphatBHT : Butylated HydroxytolueneBHA : Butylate HydroxyanisoleGSH : GlutathionGSHPx : Gluthatione PeroxidaseLPL : Lipoprotein LipaseMDA : MalondialdehidPKV : Penyakit KardiovasculerPHGPx : Phospholipid Hydroperoxida Glutation PeroxidaseSKRT : Survey Kesehatan Rumah TanggaROS : Reactive Oxygen SpeciesRNS : Reactive Nitrogen SpeciesSOD : Superoxida Dismutase4 –HNE : 4-hidroksi nonenalTAC : Anti Oxidant CapacityESR : Electron Spin RespnanAGEs : Advanced Glycosylation End ProductAOPPs : Advanced Oxidation Protein ProductsTBARs : Thiobarbituric Acid Reactive Substance

  • 1

    DR. IR. SRI WAHJUNI, M.KES.

    BAB IPENDAHULUAN

    DislipidemiaDewasa ini masyarakat dunia termasuk Indonesia

    cenderung mengalami perubahan pola konsumsi menujukonsumsi makanan siap saji ataupun instan. Perubahan inidibarengi pula dengan gaya hidup sedenteri atau kuranggerak. Semua ini dapat berujung dengan munculnya beragampenyakit, seperti misalnya dislipidemia. Dislipidemia adalahkelainan metabolisme lipida ditandai dengan peningkatanatau penurunan fraksi lipida dalam plasma. Dislipidemiajuga bisa dikatakan sebagai hiperlipidemia yang merupakanperistiwa peningkatan lipid dalam serum, yang bertindaksebagai faktor risiko timbulnya penyakit kardiovaskular.Sebelum membahas dislipidemia, sebaiknya terlebihdahulu dipahami terminologi yang terkait dengannya,yaitu: lipoprotein adalah senyawa gabungan antara lipiddan protein. Di dalam tubuh, dapat ditemukan dua bentuklipoprotein, yaitu lipoprotein struktural dan lipoproteinfungsional. Lipoprotein struktural merupakan komponenmembran sel, sedangkan lipoprotein fungsional terdapatdalam darah terutama dalam plasma atau yang lebihsering dikenal sebagai lipoprotein plasma. Secara lebihrinci, dikatakan bahwa lipoprotein plasma merupakan

  • DR. IR. SRI WAHJUNI, M.KES.

    2

    senyawa kompleks yang terlarut dalam plasma, di manafraksi protein (apolipoprotein) berperan sangat pentingdalam mencegah pembentukan gumpalan (agregat) yangdisebabkan oleh ketidakstabilan fraksi lipid dalam plasma.Fungsinya mengangkut lipid dari berbagai jaringan (ditempat mereka disintesis) ke jaringan lain untuk digunakanatau disimpan pada jaringan pengumpul lipid (jaringanadipose). Selama dalam pengangkutan di darah inilah,tampak jelas pentingnya peranan apolipoprotein.

    Kelainan fraksi lipida yang utama adalah kenaikankadar kolesterol total, Low Density Lipoprotein (LDL), dantrigliserida serta penurunan kadar High Density Lipoprotein(HDL). Dalam keadaan dislipidemia, metabolismelipoprotein juga menjadi abnormal, yang biasanya ditandaioleh produksi lipoprotein yang berlebihan atau bahkansebaliknya penurunan lipoprotein. Keadaan ini sebenarnyatidak dapat dirasakan oleh sipenderita, sampai kemudianmunculnya berbagai komplikasi yang mengikutinya.

    Dislipidemia terdiri atas beberapa macam: DislipidemiaPrimer, yaitu dislipidemia yang disebabkan oleh kelainanpenyakit genetik dan bawaan yang dapat menyebabkankelainan kadar lipida dalam darah. Dislipidemia Sekunder,yaitu dislipidemia yang disebabkan oleh suatu keadaanseperti hiperkolesterolemia yang diakibatkan oleh berbagaihal. Keadaan dislipidemia dapat didiagnosis melaluites darah yang meliputi pengukuran kadar kolesterol,kolesterol total (KT), kolesterol high density lipoprotein(HDL), trigliserida (TG), low density lipoprotein (LDL) dalam

  • 3

    DR. IR. SRI WAHJUNI, M.KES.

    plasma atau serum. Berbagai komponen tersebut diukurdan dihitung menurut rumus: KT–LDL – (TG/5). Teoriini merupakan ketetapan baku di mana: kolesterol totaldikurangi dengan low density lipoprotein dikurangi denganseperlima kadar trigliserida

    Low Density Lipoprotein (LDL) dan kolesterol total(KT) merupakan salah satu parameter yang menjadi fokusutama dalam diagnosis dislipidemia. Dislipidemia yangtidak terkontrol dengan baik dapat memicu aterosklerosis.Jadi, yang membedakan antara hiperkolesterolemiadengan dislipidemia adalah pada hiperkolesterolemia,dengan terjadinya peningkatan kolesterol serum melebihi200 mg/dl setelah sembilan sampai duabelas jam puasa.Sebaliknya, pada dislipidemia di samping kriteria untukhiperkolesterolemia itu, juga terjadi peningkatan kolesterolLDL-serum > 160 mg/dl, trigliserida serum sebesar 150 mg/dl, atau kolesterol HDL-serum < 40 mg/dl untuk laki-lakidan< 50 mg/dl untuk perempuan (Goldberg, 2008).

    Simptom tingginya kolesterol pada dislipidemia tidakdapat dirasakan oleh seorang penderita dislipidemia, tetapihanya dapat diketahui dengan menjalani test kolesteroldarah secara rutin. Diet kolesterol tinggi dapat menginduksidislipidemia di samping juga dapat dipicu oleh faktorgenetik. Dislipidemia maupun hiperkolesterolemia padaakhirnya memicu stress berupa keadaan tidak seimbangnyaantioksidan yang telah ada di dalam tubuh dengan asupanantioksidan dari luar tubuh.

  • DR. IR. SRI WAHJUNI, M.KES.

    4

    Faktor genetik merupakan salah satu faktor pencetusterjadinya dislipidemia. Dalam ilmu genetika, disebutkanbahwa gen untuk sifat – sifat tertentu (spesifi c–trait)diturunkan secara berpasangan, yaitu kita memperolehsatu gen dari ibu dan satu gen dari ayah. Dengan demikian,kadar dislipidemia yang tinggi dapat diakibatkan olehfaktor dislipidemia primer karena faktor kelainan genetik.Faktor Kegemukan erat hubungannya dengan peningkatanrisiko sejumlah komplikasi yang dapat terjadi sendiri–sendiri atau bersamaan. Kegemukan disebabkan olehketidakseimbangan antara energi yang masuk bersamamakanan, dengan energi yang dipakai untuk berbagaikegiatan. Kelebihan energi ini ditimbun dalam sel lemakyang membesar. Pada orang yang kegemukan, terjadioutput trigliserida Very Low Density Lipoprotein (VLDL) yangtinggi dan kadar trigliserida plasma yang lebih tinggi lagi(Murray, 2003).

    Trigliserida yang berlebihan dalam sirkulasi jugadapat mempengaruhi lipoprotein lain. Bila trigliserida LDLdan HDL mengalami lipolisis, akan terbentuk small denseLDL dan HDL. Abnormalitas ini secara tipikal ditandai olehkadar kolesterol HDL yang rendah (Antonio et al., 2005).

    Patofi siologi Dislipidemia

    Jalur metabolisme eksogenMakanan berlemak yang dikonsumsi terdiri atas

    trigliserida dan kolesterol. Selain kolesterol yang berasal

  • 5

    DR. IR. SRI WAHJUNI, M.KES.

    dari makanan, dalam usus juga terdapat kolesterol dari hatiyang diekskresikan bersama empedu ke usus halus. Baiklemak di usus halus yang berasal dari makanan maupunorgan hati disebut dengan lemak eksogen yang sebagiandiperoleh dari asupan makan. Trigliserida dan kolesteroldalam usus halus akan diserap ke dalam enterosit mukosausus halus. Trigliserida akan diserap sebagai asam lemakbebas sedang kolesterol sebagai kolesterol teresterifi kasi.Di dalam usus halus, asam lemak bebas akan diubah lagimenjadi trigliserida, sedangkan kolesterol mengalamiesterifi kasi menjadi kolesterol ester dan keduanyabersama-sama dengan fosfolipid dan apoliproteinmembentuk lipoprotein yang dikenal sebagai kilomikron.Kilomikron masuk ke dalam saluran limfa dan akhirnyamelalui duktus torasikus (saluran limfa) masuk ke dalamaliran darah. Trigliserida dalam kilomikron mengalamihidrolisis oleh enzim lipoprotein lipase yang berasal dariendotel pembuluh darah menjadi asam lemak bebas/freefa y acid (FFA) dan non-esterifi ed fa y acid (NEFA). Asamlemak bebas dapat disimpan sebagai trigliserida kembali dijaringan lemak (adiposa), tetapi bila terdapat dalam jumlahyang banyak, sebagian akan diambil oleh hati menjadi bahanuntuk pembentukan trigliserida hati. Kilomikron yangsudah kehilangan sebagian besar trigliserida akan menjadikilomikron remnant (kilomikron sisa) yang mengandungester kolesterol dan dibawa ke hati.

  • DR. IR. SRI WAHJUNI, M.KES.

    6

    Jalur metabolisme endogenTrigliserida dan kolesterol yang disintesis di hati

    disekresikan ke dalam sirkulasi sebagai lipoprotein B100yang merupakan alat transportasi lemak di dalam alirandarah. Dalam sirkulasi, trigliserida di fraksi VLDL akanmengalami hidrolisis oleh enzim lipoprotein lipase (LPL),dan mengubah VLDL menjadi IDL (intermediate DensityLipoprotein) yang juga akan mengalami hidrolisis danberubah menjadi LDL (Low Density Lipoprotein). Sebagiandari VLDL, IDL dan LDL akan mengangkut ester kolesterolkembali ke hati.

    LDL adalah lipoprotein yang paling banyakmengandung kolesterol. Sebagian dari kolesterol di LDLakan dibawa ke hati dan jaringan steroidogenik lainnyaseperti kelenjar adrenal, testis, dan ovarium yang mempunyaireseptor untuk kolesterol–LDL. Sebagian lagi dari kolesterol–LDL akan mengalami oksidasi dan ditangkap oleh reseptorscavenger (reseptor yang bisa membawa kembali kelebihanlemak ke hati) di makrofag dan akan menjadi sel busa (foamcell).

    Makin banyak kadar kolesterol-LDL dalam plasmamakin banyak yang akan mengalami oksidasi dan ditangkapoleh sel makrofag. Jumlah kolesterol yang akan teroksidasitergantung pada kadar kolesterol yang terkandung di LDL.Beberapa keadaan yang mempengaruhi tingkat oksidasiantara lain: meningkatnya jumlah LDL seperti pada sindrommetabolik dan diabetes mellitus. Kadar kolesterol - HDL,makin tinggi kadar HDL, maka HDL bersifat protektifterhadap oksidasi LDL.

  • 7

    DR. IR. SRI WAHJUNI, M.KES.

    Jalur reverse cholesterol transportHDL dilepaskan sebagai partikel kecil

    yang minim kolesterol, terdiri atas apoliprotein (apo) A, C,dan E, yang disebut dengan HDL nascent (minim kolesterol).HDL nascent berasal dari usus halus dan hati, mempunyaibentuk gepeng dan mengandung apoliprotein tipe A1.HDL nascent mendekati makrofag untuk mengambilkolesterol yang tersimpan. Setelah mengambil kolesteroldari makrofag, HDL nascent berubah menjadi HDL berisikolesterol dan berbentuk bulat. Agar dapat diambil olehHDL nascent, kolesterol (kolesterol bebas) di bagian dalamdari makrofag harus dibawa ke permukaan membran selmakrofag oleh suatu transporter yang disebut adenosinetriphosphate-binding casse e transporter-1 atau disingkatABC-1 (Sorace P. et al., 2006). Setelah mengambilkolesterol bebas dari sel makrofag, kolesterol bebas akandiesterifi kasi menjadi kolesterol ester enzim/lecithincholesterol acyl transferase (LCAT). Selanjutnya, sebagiankolesterol ester yang dibawa oleh HDL akan mengambildua jalur. Jalur pertama ialah ke hati dan ditangkap olehscavenger receptor class B type 1 (dikenal dengan SR-B1). Jalurkedua dari VLDL dan IDL dengan bantuan cholesterol estertransfer protein (CETP). Dengan demikian, fungsi HDLsebagai “penyiap” kolesterol dari makrofag mempunyaidua jalur, yaitu langsung ke hati dan jalur tidak langsungmelalui VLDL dan IDL untuk membawa kolesterol kembalike hati.

  • DR. IR. SRI WAHJUNI, M.KES.

    8

    Bila kadar HDL rendah, kondisi itu harus diimbangidengan olah raga yang teratur. Olah raga membuat ototdan rangka tubuh bergerak, denyut jantung meningkatsehingga darah beserta oksigen dan nutrisi bisa disalurkandengan baik ke seluruh tubuh. Jarang berolah raga membuatdistribusi oksigen ke seluruh tubuh terganggu. Dampaknya,otot tubuh akan kekurangan oksigen sehingga membuatbadan terasa pegal-pegal dan kaku.

    Metabolisme terbentuknya malondialdehid.Malondialdehid merupakan produk akhir dari

    peroksidasi lipid pada membran sel, sebagai prosesdegradasi asam lemak tak jenuh jamak (asam arakhidonat)yang merupakan prekusor membran. Menurut Leibler etal. (1997), malondialdehida (MDA) merupakan produkenzimatis dan non enzimatis dari pemecahan prostaglandinendoperoksida dan produk akhir dari lipid peroksidasi.MDA merupakan molekul reaktif yang memiliki rumusmolekul C3H4O2 dan dikenal sebagai penanda (marker)peroksidasi lipid.

  • 9

    DR. IR. SRI WAHJUNI, M.KES.

    BAB IISINDROMA METABOLIK DAN

    STRESS OKSIDATIF

    Seperti telah diuraikan pada bagian Pendahuluan,dislipidemia merupakan gangguan metabolismelipoprotein, mencakup produksi lipoprotein berlebihataupun berkurang. Hal ini termanifestasikan melaluisalah satu dari hal berikut, yaitu peningkatan kolesteroltotal, peningkatan kolesterol low-density lipoprotein (LDL),dan kadar trigliserida atau penurunan kadar kolesterolhigh-density lipoprotein (HDL). Telah diketahui bahwadislipidemia sangat berhubungan dengan aterosklerosis danjuga merupakan faktor utama penyebab penyakit-penyakitiskemik. Kejadian-kejadian penyakit jantung iskemik dancerebrovascular merupakan penyebab utama morbiditas danmortalitas di dunia.

    Lipid dan LipoproteinLipid adalah sekelompok senyawa kimia yang

    mempunyai kelarutan sangat rendah dalam cairan dilingkungan sel. Contoh yang penting adalah kolesterol,trigliserida dand fosfolipid. Kolesterol berperan pentingdalam pertumbuhan dan keberlangsungan hidup sel.Kolesterol dapat diperoleh melalui diet ataupun sintesis denovo. Trigliserida di lain sisi dapat terserap sempurna ke

  • DR. IR. SRI WAHJUNI, M.KES.

    10

    dalam tubuh, sementara kolesterol hanya dapat terserapsekitar 30-50%. Sintesis kolesterol endogen di hati dikontrolmelalui langkah ritme tersingkat, mencakup peran enzimmicrosomal enzyme 3-hydroxy-3-methylglutaryl-CoA (HMG-CoA) reduktase. Lipid ditransportasi di dalam plasmadalam bentuk senyawa kompleks lipoprotein. Lipoproteinmerupakan partikel sferis (berbentuk bola) yang rumittersusun dari ratusan molekul lipid dan protein. Salahsatu protein yang disebut dengan apolipoprotein mengisipermukaan lipoprotein. Klasifi kasi lipoprotein dapat dilihatpada Tabel 1 dan Gambar 1.

    Tabel 1. Klasifi kasi Lipoprotein Berdasarkan Densitasnya (Sorace P., 2006)

    Lipoprotein Densitas (g/dl) Diameter(nm)Lipid (%)

    TG Kol PL

    Kilomikron 0,95 75-1200 80-95 2-7 3-9

    VLDL 0,95-1,006 30-80 55-80 5-15 10-20

    IDL 1,006-1,019 25-35 20-50 20-40 15-25

    LDL 1,019-1,063 18-25 40-50 40-50 20-25

    HDL 1,063-1,210 5-12 15-25 15-25 20-30VLDL- Very Low Density Lipoproteins; IDL-Intermediate Density Lipoproteins; LDL-Low

    Density Lipoproteins; HDL-High Density Lipoproteins; TG-Triglyceride; Chol-free and esterifi ed

    cholesterol; PL-Phospholipid

    Catatan: Komposisi sisanya tersusun dari apoprotein.

  • 11

    DR. IR. SRI WAHJUNI, M.KES.

    Gambar 1.Klasifi kasi Lipoprotein (Sorace P., 2006)

    Keterangan:Kilomikron: berperan mengangkut trigliserida yang berasl dari dietdari usus halus melalui limfa menuju plasma.Very Low Density Lipoproteins (VLDL): berperan mengangkut kolesteroldan trigliserida yang dihasilkan secara endogen.Low Density Lipoproteins (LDL): terbentuk dalam system sirkulasi darahsebagian hasil degradasi VLDL. Pengambilan LDL oleh hati dari sirkulasiterutama melalui reseptor LDL dipermukaan sel.Hampir semuajaringan dalam tubuh dapat mensintesis reseptor LDL,untuk kemudianLDL dibawa keregioperinuklear dan berdifusi dengan lisosom.High Density Lipoproteins (HDL): berperan memediasi pengangkutanbalik (reverse transport) kolesterol dari jaringan perifer ke hati.Peningkatan lipoprotein kecuali HDL merupakan pemicu kemunculandislipidemia.Sumber: Sorace P., (2006).

  • DR. IR. SRI WAHJUNI, M.KES.

    12

    Produksi dan Pengangkutan LipidTerdapat tiga jalur utama yang bertanggung jawab

    dalam produksi dan pengangkutan lipid di dalam tubuh.Jalur-jalur tersebut meliputi jalur eksogen, jalur endogen,dan jalur pengangkutan kolesterol balik (reverse cholesteroltransport).

    Jalur eksogen lipid (diet)Lemak yang berasal dari makanan di dalam sel epitel

    usus halus dicerna dan diabsorpsi, diikuti dengan penyatuantrigliserida dan kolesterol membentuk kilomikron.Kilomikron selanjutnya didistribusikan melalui sistem limfausus halus (intestinal lymphatic system). Di dalam darah,kilomikron yang disirkulasikan ini berinteraksi dalamjaringan dan otot kapiler adipose melepaskan trigliseridake jaringan adipose untuk disimpan sebagai cadanganenergi yang diperlukan. Enzim lipoprotein lipase (LPL)menghidrolisis trigliserida dan melepaskan asam-asamlemak bebas. Beberapa komponen kilomikron lainnya disatukan ulang menjadi lipoprotein lainnya.

    Jalur endogenJalur endogen meliputi sintesis lipoprotein oleh hati.

    Trigliserida dan ester-ester kolesterol dihasilkan oleh hatidan dikemas dalam bentuk partikel VLDL dan dilepaskanmenuju sirkulasi. VLDL selanjutnya diproses oleh LPL didalam jaringan untuk menghasilkan asam-asam lemak dangliserol. Pada proses LPL ini, tidak semua VLDL dapat

  • 13

    DR. IR. SRI WAHJUNI, M.KES.

    diubah menjadi asam-asam lemak dan gliserol masih adaVLDL tersisa. Sisa VLDL ini diambil oleh hati melaluireseptor LDL diubah menjadi IDL, suatu lipoprotein yangberukuran lebih kecil dan lebih ringan jika dibandingkandengan VLDL. Sebagian IDL yang diperlukan oleh tubuhdireabsrobsi oleh hati juga melalui reseptor LDL, sebagianlagi dihidrolisis oleh hepatic-triglyceride lipase menghasilkanLDL, yang partikelnya lebih kecil dan lebih ringan jikadibandingkan dengan IDL. LDL merupakan perantarautama sirkulasi kolesterol di dalam tubuh.

    Reverse Cholesterol TransportReverse cholesterol transport berkaitan dengan proses

    pemindahan kolesterol dari jaringan dan kembali ke hati.High Density Lipoprotein (HDL) merupakan lipoproteinkunci dalam proses reverse cholesterol transport dan transferkolesterol ester di antara lipoprotein. Semua asupan lemakmasuk ke epitel usus dan kemudian masuk kesirkulasidarah dalam bentuk lipoprotein (lipid terikat protein yangberfungsi sebagai alat transport lipid di sirkulasi darah ).Pada epitel usus, asupan lemak menjadi kilomikron akanmengalami hidrolisis oleh enzim lipoprotein lipase, sehinggakehilangan sebagian besar trigliseridanya membentukasam-asam lemak menuju masing-masing transport lipidyang telah diterangkan halaman sebelumnya ( klasifi kasilipoprotein) (Gambar 2).

  • DR. IR. SRI WAHJUNI, M.KES.

    14

    Gambar 2.Sintesis, metabolisme, dan transport lipid (Kolovou et al., 2005)

    Tipe Dislipidemia

    Dislipidemia primerBeberapa kelainan monogen (gen tunggal) telah

    diketahui dapat memicu tipe dislipidemia yang berbeda-beda. Namun, dalam beberapa kasus, ditemukan bahwaetiologi dislipidma dipicu oleh kelainan poligen. Kelainan-kelainan ini mempengaruhi kadar lipoprotein plasma, yangterkadang bisa berlebihan ataupun berkurang.

  • 15

    DR. IR. SRI WAHJUNI, M.KES.

    Dislipidemia sekunderBeberapa kejadian medis berhubungan dengan

    dislipidemia ringan atau bahkan berat walaupun tanpadipicu oleh adanya kelainan genetik. Untuk lebih jelasnya,dapat dilihat Tabel 2 berikut ini.

    Tabel 2. Penyebab sekunder abnormalitas lipoprotein(Sorace P., 2006)

    Hiperkolesterolemia :

    Hipotiroidisme; Penyakit hatiobstruktif; Sindroma nefrotik;Anoreksia syaraf; Porfi raintermitan akut; Obat meliputiprogestogen, siklosporin, tiazid.

    Hipertrigliseridemia :

    Obesitas; Diabetes mellitus;Kehamilan; Kegagalan ginjalkronik; Lipodistropi; Penyakitakibat penyimpanan glikogen;Alkohol; Operasi bypass; Stress;Sepsis; Penyakit hepatitisakut; Gammopati monoklonal;Obat; estrogen, beta blocker,glukokortikoid.

    HDL yang rendah :Diabetes mellitus tipe-2;Atritis reumatoid; kurang gizi;kegemukan; merokok; steroidanabolik.

  • DR. IR. SRI WAHJUNI, M.KES.

    16

    Manifestasi Abnormalitas LipidTidak ditemukan adanya simpton tertentu yang

    berhubungan dengan dislipidemia dan dislipidemia hanyadiketahui dalam pemeriksaan kesehatan rutin. Orang yangterkena dislipidemia kemungkinan ada dalam keadaanobese/ kegemukan yang bisa diikuti dengan gejala lainseperti mengalami nyeri dada. Terkadang abnormalitaslipid baru terdiagnosis manakala seseorang mengalamigejala kesakitan seperti akibat infark miokard ataupunstroke. Demikian juga pada orang yang mengalami nyeridi bagian nodul atau lebih dikenal sebagai xanthomas yangdapat muncul pada tendon, siku, atau tulang ekor. Hal inisebagai akibat dari adanya deposisi kolesterol pada intradan ekstra-sel.

    Akibat Abnormalitas LipidDislipidemia merupakan faktor risiko utama

    munculnya aterosklerosis. Aterosklerosis adalah prosesterjadinya penyakit yang mempengaruhi jantung, serebral,dan sirkulasi arteri peripheral.

    Penyakit jantung koroner (PJK)Etiologi aterosklerosis bersifat multifaktorial, tetapi

    hubungan sebab akibat antara dislipidemia denganaterosklerosis telah banyak terbukti dalam banyak studi(Antonio et al., 2005). Telah terbukti pula bahwa penurunankadar kolesterol LDL plasma secara langsung jugamenurunkan risiko PJK baik pada pasien yang terkena PJK

  • 17

    DR. IR. SRI WAHJUNI, M.KES.

    awal atau yang tidak terkena PJK (Kolovou et al., 2005).Memang tidak ada kekhawatiran terhadap aterogenisitasLDL. Bukti menunjukkan bahwa oksidasi LDL di dalam arterisebenarnya diperlukan untuk memediasi aterogenisitasnyaseperti ditunjukkan dalam Gambar 3.

    Gambar 3.Proses oksidasi LDL (Paul Sorace, 2006)

    Studi angiografi menunjukkan bahwa penurunankomponen-komponen kolesterol secara intensif akanmenurunkan secara progresif lesi jantung dan dalamkasus tertentu bahkan secara signifi kan menurunkan lesi.Demikian juga, kolesterol LDL telah ditemukan merupakanfaktor risiko utama bagi PJK, bukan saja jumlahnya yangberpengaruh, tipe LDL-nya juga berperan. LDL dapatditemukan dalam bentuk LDL yang kecil (berarti berat

  • DR. IR. SRI WAHJUNI, M.KES.

    18

    jenisnya tinggi akibat dominasi apolipoproteinnya) danringan (berat jenisnya semakin ringan akibat dominasilipidnya). LDL yang kecil dan ringan lebih aterogenik ataulebih toksik terhadap endotel. LDL tipe ini lebih mudahmelewati dinding pembuluh darah, mudah teroksidasi danmempercepat proses aterosklerosis (Paul-Sorace, 2006)

    LDL yang besar dan ringan bersifat kurang toksikterhadap dinding pembuluh darah dan kurang memicuperkembangan aterosklerosis. Kadar trigliserida serumyang tinggi berhubungan dengan risiko terkena penyakitkardiovaskular dan tidak bergantung pada faktor-faktorrisiko lainnya. Studi menunjukkan bahwa hubungan antaratrigliserida dan risiko terkena penyakit kardiovaskularmenjadi berkurang setelah dilakukan penyesuaian kolesteroltotal dan yang paling penting penyesuaian kolesterol HDLnya.

    Kilomikron dan VLDL tidak memicu aterogenik secaralangsung. Hal ini disebabkan oleh ukuran molekulnya yangbesar sehingga sulit terpenetrasi ke dalam arteri. Namun,produk kataboliknya yang aterogenik. Kadar HDL plasmayang tinggi berhubungan signifi kan dengan berkurangnyarisiko terkena PJK. Telah banyak terbukti bahwa HDLdapat mencegah terjadinya aterosklerosis melalui fasilitasitranspor balik kolesterol, karena HDL mampu menangkapkelebihan kolesterol dari jaringan dan membawanyakembali ke hati secara langsung ataupun melalui perantaralipoprotein.

  • 19

    DR. IR. SRI WAHJUNI, M.KES.

    StrokeStroke adalah suatu istilah yang menjelaskan

    kejadian klinik akibat oklusi atau hemorhagia pada arteripemasok kebutuhan sistem pusat saraf yang berujungpada infark jaringan. Stroke merupakan konsekuensi daripenyakit vaskuler. Terbentuknya ateroma merupakan akarpathogenesis stroke tromboembolis. Studi menunjukkanbahwa dislipidemia, khususnya kadar kolesterol LDLyang tinggi, rendahnya kolesterol HDL, dan tingginya HGmerupakan faktor risiko munculnya stroke tromboembolis.

    Penyakit arteri periferPenyakit arteri perifer merupakan manifestasi umum

    dari sistemik ateroklerosis di mana lumen arteri ekstremitisbagian bawah menjadi oklusi progresif akibat adanya plakaterosklerosis. Konsentrasi lipoprotein yang tinggi sangatberperan pada berkembangnya penyakit ini. Telah banyakditemukan bahwa arteroklerosis di dalam sirkulasi perifermemiliki akibat yang sama dengan ateroklerosis padasirkulasi jantung.

    Sindroma metabolikDislipidemia, penanda sindroma metabolik dapat

    disarikan sebagai: (a) peningkatan fl uks asam-asam lemakbebas, (b) peningkatan nilai trigliserida, (c) rendahnyakadar kolesterol HDL, (d) peningkatan kadar LDL, dan (e)meningkatnya kadar (apo) B (Tabel 3). Dislipidemia dikenalsebagai independen faktor risiko penyakit kardiovaskular.

  • DR. IR. SRI WAHJUNI, M.KES.

    20

    Rendahnya kadar kolesterol HDL dan hipertrigliseridemiatelah ditemukan berhubungan secara independen dansignifi kan terhadap infark miokard/ stroke pada pasiensindroma metabolik. Demikian juga, gabungan antara kadarglukosa puasa yang tinggi dengan rendahnya kolesterolHDL telah terbukti dapat digunakan sebagai prediksimunculnya penyakit jantung koroner. Dislipidemia padapasien sindroma metabolik dapat disebabkan oleh kombinasiVLDL apoB-100 yang berlebih, penurunan katabolisme apoB, dan peningkatan katabolisme HDL-apo A-I. (Kolovou etal., 2005)

    Jaringan adiposa merupakan tempat menyimpankelebihan lipid (lemak) dalam tubuh, tanda lemak yangberlebih salah satunya obesitas. Obesitas merupakankomponen utama kejadian sindrom metabolik di manaterjadi mekanisme yang jelas belum diketahui secara pasti.Diperkirakan obesitas yang diikuti dengan meningkatnyametabolisma lemak (lipid) yang menyebabkan produksiROS meningkat baik di sirkulasi maupun di sel adiposa.Meningkatnya ROS di dalam sel adiposa dapat menyebabkankeseimbangan reaksi reduksi oksidasi (redoks) terganggu,sehingga enzim antioksidan menurun di dalam sirkulasi.Keadaan ini disebut dengan stress oksidatif. Meningkatnyastress oksidatif menyebabkan disregulasi jaringan adiposa,dan merupakan awal patofi siologi terjadinya sindrommetabolik, hipertensi dan aterosklerosis (Lipoeto, et al,2007).

  • 21

    DR. IR. SRI WAHJUNI, M.KES.

    Stress oksidatif sering dikaitkan dengan berbagaipatofi siologi penyakit antara lain diabetes tipe 2 danaterosklerosis. Pada pasien diabetes mellitus tipe 2,biasanya terjadi peningkatan stress oksidatif, terutamaakibat hiperglikemia. Stress oksidatif dianggap sebagaisalah satu penyebab terjadinya disfungsi endotel-angiopatidiabetic, dan pusat dari semua angiopati diabetik adalahhiperglikemia yang menginduksi stress oksidatif melalui3 jalur, yaitu; peningkatan jalur poliol, peningkatan auto-oksidasi glukosa, dan peningkatan protein glikosilat(Majalah Farmacia, 2007).

    Pada keadaan diabetes, stress oksidatif menghambatpengambilan glukosa di sel otot dan sel lemak sertamenurunkan sekresi insulin oleh sel-β pankreas. Stresoksidatif secara langsung mempengaruhi dinding vaskularsehingga berperan penting pada patofi siologi terjadinyadiabetes tipe 2 dan aterosklerosis. Dari beberapa penelitian,diketahui bahwa akumulasi lemak pada obesitas dapatmenginduksi keadaan stress oksidatif yang disertai denganpeningkatan ekspresi Nicotinamide Adenine DinucleotidePhosphatase (NADPH) oksidase, dan penurunan ekspresienzim antioksi (Ceriello, 2004) (Gambar 4).

    Pada sel adiposa, peningkatan kadar asam lemakmeningkatkan stres oksidatif melalui aktivasi NADPHoksidase sehingga menyebabkan disregulasi sitokinproinfl amasi IL-6 dan MCP-1. Akumulasi peningkatan stresoksidatif pada sel adiposa dapat menyebabkan disregulasiadipokin dan keadaan sindrom metabolik. Lipoeto et al.

  • DR. IR. SRI WAHJUNI, M.KES.

    22

    (2002) menunjukkan bahwa kadar adiponektin berhubunganterbalik dengan stres oksidatif secara sistemik.

    Gambar 4.Peningkatan produksi ROS pada lemak yang terakumulasi dan

    menyebabkan keadaan sindroma metabolik (Cariello, 2002).

    Pada tabel 3 menjelaskan abnormalitas kadar lipid,lipoprotein, nilai apolipoprotein dan enzim atau proteindalam sindrom metabolik, dimana bila waktu puasa dimana setiap jenis lipoprotein apo tersendiri. Sebagaicontoh untuk VLDL, IDL, dan LDL mengandung Apo B-100 dan apo B-48. Pada keadaan abnormalitas waktu puasalipid terjadi kenaikan free fa y acid ( FFA), dan kenaikkantrigliserida (TGS), lipoproteinnya juga terjadi kenaikan

  • 23

    DR. IR. SRI WAHJUNI, M.KES.

    VLDL dan kenaikan densitas LDL yang dipengaruhi olehkenaikkan apoB-100 dan apo B-48, serta penurunan apo-Aini semua pertanda terjadi penurunan lipid dan kenaikanenzim hepar serta ester kolesterol transfers protein

    Tabel 3. Abnormalitas waktu puasa di dalam lipid,lipoprotein, nilai apolipo protein, dan enzim atau proteindalam sindrom metabolik (Kolovou etal, 2005)

    Lipid Lipoprotein Apolipoprotein Enzim, protein

    Kenaikan FFA Kenaikan VLDL Kenaikan apo B-100 Penurunan lipid dan apo B-48

    Kenaikan TGs Kenaikan densitas LDL Penurunan apo-A Kenaikan hepar tic lipase, ester kolesterol trans fer protein

    Keterangan : FFA = free faty Acid

    TG = trigliserida

    VLDL= Very Low Density Lipoprotein

    LDL =Low Density Lipoprotein

    HDL =High Density Lipoprotein

    apo = apolipoprotein

    LPL = Lipoprotein lipase

    HL = Hepatic Lipase

    CETP =Cholesterol Ester Tranfer Protein

    Peningkatan asam-asam lemakKerusakan terfokus pada ketidak mampuan asam-asam

    lemak bergabung dengan trigliserida di jaringan adiposa(terjadi esterifi kasi yang tidak tepat). Hal ini bermuara padaberkurangnya asam lemak yang terperangkap ataupun

  • DR. IR. SRI WAHJUNI, M.KES.

    24

    tersimpan di dalam jaringan adiposa, Ketidaknormalan inimengakibatkan peningkatan aliran asam lemak kembali kehati seperti yang ditunjukkan pada Gambar 5 di bawah ini.

    Gambar 5.Kemunculan dislipidemia

    pada sindroma metabolik (Kolovou, 2005).

    Keterangan :FFA=free fa y acid; TG = trigliserida; LPL =lipoprotein lipase;CIII =apolipoprotein CIII; apo = apolipoprotein; HDL =HighDensity Lipoprotein; CETP = cholesteryl ester transfer protein;CE = Cholesteryl ester, VLDL = Very low density lipoprotein;HL = Hepatic lipase.

  • 25

    DR. IR. SRI WAHJUNI, M.KES.

    Jaringan adiposa sejak lama dikenal sebagai tempatpenyimpan energi pasif (terakumulasi dalam bentuktrigliserida). Saat ini dikenal bahwa jaringan tersebutmerupakan organ endokrin yang memproduksi beragamprotein (adipositokin). Adipositokin terdiri atas leptin,angiotensinogen, tumour necrosis factor-α, interleukin-6,plasminogen activator-inhibitor-1, transforming growth factor-b,adipsin, adiponektin, resistin.

    Protein-protein ini meningkat (kecuali adiponektin,akan menurun) pada penderita obesitas dan dislipidemia.Jaringan adipose merupakan sumber penting cholesterylester transfer protein penentu komposisi lipoprotein karenamampu memediasi transfer ester kolesteril dari esterkolesteril kaya lipoprotein ke trigliserida kaya lipoproteindalam menggantikan trigliserida (Kolovou et al, 2005).

    Peningkatan TrigliseridaPeningkatan fl uks asam-asam lemak dari perifer

    menuju hati pada keadaan resistensi insulin memicusintesis trigliserida dan sebaliknya memicu pembentukandan sekresi trigliserida yang mengandung VLDL dan jugaapo B di hati. Pada kondisi normolipidemia, sekresi VLDLdipengaruhi oleh trigliserida dan keberadaan kolesterol.Sementara insulin menekan pembentukan partikel VLDLyang berukuran besar, VLDL merupakan alat transportlemak dalam aliran darah yang banyak mengandungkolesterol.

  • DR. IR. SRI WAHJUNI, M.KES.

    26

    Bila terjadi resistensi insulin, tingginya kadar insulin(atau glukosa) mengakibatkan hati resisten terhadapefek hambatan insulin dalam sekresi VLDL. Peningkatanresistensi insulin merupakan prekursor dua kejadianpenting:1. Kejadian pertama memicu adipose visceral lebih

    sensitif terhadap dampak hormon lipolitik sepertiglukokortikoid dan katekolamin. Aktivitas hormonini mengakibatkan peningkatan pelepasan asam-asamlemak bebas ke darah dan berperan sebagai penyediasubstrat hati untuk membentuk trigliserida, termasukyang kaya lemak dalam bentuk VLDL.

    2. Kejadian kedua adalah peningkatan resistensi insulinmemicu peningkatan produksi apo B, protein utamaLDL, dan konsekuensinya meningkatkan sintesisdan sekresi trigliserida yang mengandung partikelkolesterol VLDL.

    Partikel LDL ( Low Density Lipoprotein)Pada keadaan resistensi insulin, kadar LDL biasanya

    berada pada batas normal atau sedikit meningkat, tetapi,partikel LDL-nya biasanya komposisinya tidak normal. Halini dipicu oleh kejadian hipertrigliseridemia (salah satuabnormalitas akibat dislipidemia). Partikel LDL seperti initidak teramati sebelum kadar trigliserida plasma melebihi1,5 mmol/l. Pada kondisi ini, terjadi akumulasi sejumlahbesar trigliserida yang kaya akan VLDL (VLDL 1). BilaVLDL1 ini mengalami lipolisis oleh lipoprotein lipase, akan

  • 27

    DR. IR. SRI WAHJUNI, M.KES.

    dihasilkan partikel LDL dengan perubahan konformasi apoB. Partikel ini tidak dapat terikat dengan baik pada reseptorLDL sehingga akan berada dalam waktu yang lama dalamsirkulasi.

    Karena adanya cholesteryl ester transfer protein,cholesteryl ester yang ada akan digantikan oleh trigliseridadalam partikel LDL dan HDL (Gambar 1). Trigliseridayang kaya akan LDL merupakan substrat yang cocok untukenzim-enzim lipase yang pada akhirnya menghasilkanpartikel LDL yang berukuran kecil dan ringan yangmerupakan faktor risiko bagi penyakit kardio. Partikel LDLyang berukuran kecil dan ringan ini telah terbukti memilikisifat proaterogenik, seperti: (a) reduksi reseptor LDL, (b)meningkatkan retensi dinding arteri, dan (c) meningkatkansuseptabilitas terjadinya oksidasi.

    Dislipidemia dan stres oksidatifStress oksidatif merupakan stress yang disebabkan

    oleh berbagai reaksi kimia dalam tubuh (terutamareaksi yang bersifat bioredox) yang sulit terkendali atauberlebihan. Berbagai molekul seperti Reactive oxygen(ROS) dan nitrogen (RNS) species meliputi superoksida(O2.−), hidrogen peroksida (H2O2), hipoklorit (ClO−),radikal hidroksil (OH.), oksida nitrit (NO), dan peroksinitrit(ONOO−).

    Dari sudut pandang biokimia sel, mitokondriamerupakan bagian utama produksi ROS intrasel, akibatdari adanya elektron yang terlepas saat pernafasan. ROS

  • DR. IR. SRI WAHJUNI, M.KES.

    28

    juga bisa muncul di dalam sistem membran plasma,endoplasmic reticulum, lisosom, peroksisom, dan sitosolikenzyme. Pada konsentrasi rendah, ROS/RNS sudah dapatmempengaruhi sistem biologi tubuh, dalam hal ini sudahdapat berpengaruh terhadap sistem imun dalam memediasipertahanan terhadap mikroorganisme patogen dan signalintrasel. Sebaliknya, dalam konsentrasi tinggi merekasudah dapat berpengaruh terhadap kerusakan DNA, lipid,dan protein yang dapat berujung pada kerusakan jaringandan kematian sel.

    Tubuh dalam menjaga keseimbangan ROS/RNSmenghasilkan molekul-molekul antioksidan yang bersinergiuntuk meminimalkan pengaruh sitotoksisitas radikalbebas. Molekul antioksidan endogen dalam tubuh terdiriatas glutathion, ubikuinon, dan tioredoksin; dalam bentukprotein (ferritin, transferrin, laktoferrin, kaeruloplasmin),yang dalam fungsinya sebagai antioksidan mengikat danmenghambat logam-logam transisi yang sebelumnyaberfungsi mengakti an reaksi oksidatif radikal bebas.Enzim-enzim antioksidan dalam tubuh adalah SOD, GPx,glutathione reductase, glutathione S-transferase, catalase,thioredoxin reductase, peroxiredoxins (Prx), dan NAD(P)Hterdiri atas ubiquinone oxidoreductase (NQO1).

    Akhir-akhir ini ditemukan pula, paraoxonase (PON)berperan dalam penyakit yang berhubungan denganobesitas termasuk cardiovascular disease (CVD) dan diabetesmellitus. PON1 melindungi low density lipoproteins (LDL),dan sirkulasi sel dari kerusakan oksidatif, selanjutnya

  • 29

    DR. IR. SRI WAHJUNI, M.KES.

    mencegah respon infl amasi dari dinding arteri. Di sampingitu, heme oxygenase-1 (HO-1) yang merupakan rate-limitingenzyme di dalam metabolism heme dapat dipandang sebagaienzim antioksidan yang mampu mereduksi stress oksidatifdan menghambat infl amasi. HO-1 berperan penting didalam kejadian penyakit jantung koroner, pengaturan beratbadan, dan metabolism diabetes dan obesitas.

    Diet antioksidan mencakup vitamin C, vitamin E,dan senyawa-senyawa bioaktif (seperti senyawa-senyawafi tokimia). Seng, mangan dan selenium merupakan unsurpenting dalam mengaktivasi enzim-enzim antioksidan:SODs (Mn-SOD) atau (Cu-, Zn-SOD), sedangkan GPx1-4dan GPx6 adalah enzim yang mengandung selenium.

    Seperti telah diuraikan sebelumnya, dislipidemiamerupakan abnormalitas protein ataupun lipid.Abnormalitas ini dapat memicu terjadinya sindromametabolik yang kemudian juga dapat memicu aterosklerosisyang pada akhirnya bisa mengakibatkan timbulnya stress.Rangkaian kejadiannya ditunjukkan dalam Gambar 6.

    Gambar 6 menjelaskan bahwa apabila penyakitsindrom metabolik menyebabkan terjadinya ROS pemicustress oksidatif. Timbul kelainan marker-marker biokimiamisalnya kadar adiponectin meningkat pertanda terjadinyainfl amasi. Infl amasi dan stress oksidatif menimbulkandisfungsi endotel. Disfungsi endotel memicu munculnyapenyakit degenerasi yaitu diabetes, aterosklerosis danpenyakit kardiovaskular.

  • DR. IR. SRI WAHJUNI, M.KES.

    30

    Gambar 6.Mekanisme dislipidemia memicu stress oksidatif dan sindroma

    metabolik (Kolovou et al, 2005).

  • 31

    DR. IR. SRI WAHJUNI, M.KES.

    BAB IIISTRESS OKSIDATIF

    DANMALONDIALDEHID

    Keseimbangan Reduksi Oksidasi (Redoks) Dalam Tubuh

    Di dalam tubuh keseimbangan redoksbiasanya dievaluasi melalui pengukuranbiomarker aktivitas antioksidan dan/atau stress oksidatif.Biomarkeryang biasanya diukur adalah konsentrasi molekul-molekul plasma (retinol,karotenoids,vitamin E, vitaminC, glutation, asam urat), mineral (khususnyaselenium danseng), demikian juga aktivitas enzim-enzim antioksidan.

    Biomarker lainnya adalah kapasitas antioksidantotal/total antioxidantcapacity (TAC) yang mengevaluasiaksi antioksidan yang terintegrasi di dalamantioksidanplasma. Suatu pendekatan yang berkembang adalahmetode kuantitatifproteomik yang menyertai perubahankuantifi kasi secara simultan pada networkenzim-enzimantioksidan. Stress oksidatif dapat dievaluasi melaluipengukuranlangsung produksi radikal bebas denganmenggunakan electron spin resonance (ESR)atau metodeimmuno spin-trappingmethods.Metode pengukuran secaratidaklangsung yaitu dengan mengukur produk akhirkerusakan oksidatif menjadi

  • DR. IR. SRI WAHJUNI, M.KES.

    32

    protein atau asam-asam amino, seperti karbonil,3-nitrotirosin,advanced glycosylation end products (AGEs)dan advanced oxidation proteinproducts (AOPPs)), lipid(F2-isoprostan, malondialdehyde (MDA),LDL-ox(LDLteroksidasi), thiobarbituric acid reactive substances (TBARs)dan 4-hidroksinonenal(4-HNE) dan asam-asam nukleat(seperti 8-hydroxy-2’deoxyguanosine (8-OHdG) di dalamdarah ataupun urin.

    Radikal bebasRadikal bebas adalah suatu molekul atau ion yang

    mengandung satu elektron yang tidak berpasangan.Senyawaini merupakan zat antara yang berusia pendek, sangat reaktifdanberenergi tinggi, sehingga memiliki kecenderunganmenarik elektron dari molekul lainnya dan memicu reaksiberantai.Radikal bebas dihasilkan dari pemutusan ikatankovalen secara homolitik dimana terbentuk dua fragmenyang memiliki elektron tak berpasangan dan bersifatradikal.Radikal bebas dapat bersifat anionik, kationik, ataunetral.Fungsi radikal bebas diantaranya membunuh bakteriintraseluler. Bila terdapat radikal bebas dalam tubuh secaraberlebih, maka akan terjadi perampasan elektron atomkomponen struktural maupun fungsional sel dan kemudiandipicu reaksi berantai.

    Jenis-jenis radikal bebasJenis radikal bebas meliputi Reactive Oxigen Species

    (ROS), Radical Nitrogen Species (RNS), dan radikal lainnya.

  • 33

    DR. IR. SRI WAHJUNI, M.KES.

    ROS mencakup Oxygen Free Radicals (OFRs) atau radikaloksigen seperti H2O2 anion superoksida (O2•), radikalhidroksil (OH•), radikal peroksil (ROO•), hidrogenperoksida (H2O2)), dan oksigen singlet (O2•). Oksigen (O2)mutlak diperlukan oleh manusia untuk proses metabolisme.Tahap-tahap penambahan elektron tunggal dalam reduksioksigen menghasilkan spektrum intermediate khasyang lebih reaktif, yaitu radikal oksigen.Radikal oksigenberpotensi toksik terhadap sel, menyebabkan peroksidasilipid, perubahan pada sekuen basa asam nukleat sehinggadapat bermutasi dan menyebabkan kanker.Radikal oksigenmemiliki potensial aksi yang kuat dan lama aksi yangpendek.Reactive Nitrogen Species (RNS) atau radikal nitrogenmencakup nitrit oksida (NO•), peroksinitrit (-OONO), danperoksinitrat (-OONO2). Radikal nitrogen yang paling reaktifadalah peroksinitrit. Ada juga radikal lain misalnya radikalthiil (RS•). Radikal hidroksil merupakan radikal bebaspaling reaktif.Radikal hidroksil tersebut dapat dihasilkandari reduksi superoksida menjadi hidrogen peroksida yangdikatalisis oleh besi (II) melalui reaksi Fenton.

    Sumber radikal bebasSumber radikal dapat dibedakan secara fi sika misalnya

    sinar UV, radiasi terionisasi dan secara kimia misalnyadari reaksi reduksi oksidasi.Selain itu, radikal bebas dapatberasal baik dari dalam tubuh (endogen) maupun luartubuh (eksogen).

  • DR. IR. SRI WAHJUNI, M.KES.

    34

    Berasal dari dalam tubuh (endogen)Senyawa radikal dapat berasal dari proses biologis

    normal, tetapi bisa terdapat dalam jumlah berlebihan.Radikal dari sistem biologi terlibat dalam penggunaannyadalam metabolisme asam arakhidonat melalui biosintesiseikosanoid, sebagai senyawa antara dan atau produkdalam reaksi yang dikatalisis olehenzim, misalnya padarantai transpor elektron di mitokondria, dan bagian darirespon jaringan dalam melawan mikroorganisme. Selainitu, mereka juga dapat berasal dari faktor NO dan iskemiareperfusi yang melibatkan metabolisme xantin oleh xantinoksidase.

    Berasal dari luar tubuh (eksogen)Senyawa radikal yang berasal dari lingkungan

    misalnya radiasi, asaprokok, senyawa pencemar lingkungan,makanan olahan, olahraga yang berlebihan, dan obat-obatan.Konsumsi lemak yang berlebihan khususnya lemak takjenuh sangat berpotensi menimbulkan radikal bebas.Lemaktak jenuh itu mudah sekali dioksidasi atau terserang radikalhidroksil membentuk radikal lipid peroksida.Oksigenberlebihan saat beraktivitas masuk lewat pernafasan lalumenyebabkan reaksi yang kompleks dalam tubuh danmenghasilkan produk-produk sampingan berupa radikalbebas atau muncul dalam metabolisme normal lipid.

    Adanya asap rokok, pembakaran yang tidak sempurnadari kendaraan bermotor, bahan pencemar, radiasi matahari,dan radiasi kosmis juga menyebabkan terbentuknya radikal

  • 35

    DR. IR. SRI WAHJUNI, M.KES.

    bebas dan menimbulkan rangkaian reaksi oksidasi. Zat kimiayang memproduksi oksigen radikal dalam inti sel antaralain insektisida, senyawa klorida seperti trihalomethan(dioksin), senyawa nitrogen oksida, PCB, metil merkuri,senyawa-senyawa Mn2+ dan Cd2+, senyawa bakterisidalseperti fenilhidrazid (obat TBC), kloramfenikol , dan obatantikanker seperti bleomycin dan antrasiklin. Sinar UV yangbisa berasal dari perusakan lapisan ozon oleh gas CFC bisamengeluarkan radikal oksigen. Radiasi lain misalnya sinarX juga dapat mematikan sel dengan merusak membran seldan menyebabkan peradangan selular hingga sel menjadilisis, merusak ikatan pasangan basa secara tidak langsung,sehingga terjadi gangguan proses replikasi atau transkripsiDNA yang berakibat pada penyakit kanker. Sel yangrentan terhadap radiasi di antaranya sel epitel pada saluranpencernaan, sel integumen (kulit dan rambut), dan sel padasumsum tulang untuk pembentukan darah.Manifestasiklinik dari radiasi adalah infl amasi kulit, muntah, pusingakibat gangguan gastrointestinal, anemia, dan kanker.

    Target Kerusakan Radikal Bebas

    DNA dan RNARadikal bebas dapat memutus cincin deoksiribosa,

    menyebabkan kerusakan basa, terjadi mutasi, kesalahantranslasi, dan menghambat sintesis protein.

  • DR. IR. SRI WAHJUNI, M.KES.

    36

    ProteinPada protein yang terserang radikal bebas, dapat terjadi

    agregasi dan crosslinking, fragmentasi, modifi kasi gugusthiol, menyebabkan pengubahan transpor ion, peningkataninfl uks kalsium, dan pengubahan aktivitas enzim.

    LipidRadikal bebas dapat mengakibatkan lipid kehilangan

    ketidakjenuhannya, membentuk metabolit reaktifyang mengubah fl uiditas, permeabilitas membran, danmempengaruhi 5 enzim yang terikat membran. Lipidtak jenuh merupakan target yang paling rentan karenamengandung banyak ikatan rangkap.

    Peroksidasi LipidOksidasi lemak terdiri atas tiga tahap utama, yaitu

    inisiasi, propagasi, dan terminasi.Lemak yang diserangbisa berasal dari aliran darah, seperti kolesterol dan lemaknetral, juga dapat berasal dari asupan makanan, yaitu lemaktidak jenuh.Pada tahap inisiasi, terjadi pembentukan radikalasam lemak, yaitu suatu senyawa turunan asam lemakyang bersifat tidak stabil dan sangat reaktif akibat darihilangnya satu atom hidrogen atau tambahan pada karbonrangkap (1). Lemak tak jenuh mudah diserang radikalpada rantai asil karena memiliki sistem 1,4-pentadien yangmemungkinkan pengambilan atom hidrogen dari salah satugugus metilen -CH2membentuk radikal karbon. Keberadaanikatan rangkap karbon melemahkan ikatan karbon

  • 37

    DR. IR. SRI WAHJUNI, M.KES.

    hidrogen dan memfasilitasi pengambilan atom hidrogen.Pada tahap propagasi, penghilangan atom hidrogenmelibatkan penyusunan ulang ikatan sebagai stabilisasidengan pembentukan konjugasi diena, yang mudahdiserang oleh oksigen membentuk radikal peroksil ROO•(2) (Evans, 1991; Punchard, 1996). Radikal peroksil lebihlanjut akan menyerang asam lemak lain dan menghasilkanhidroperoksida (ROOH) dan radikal asam lemak barumelalui reaksi berantai hingga menghasilkan lebih banyaklagi hidroperoksida (3) (Combs, 1992; Kardinaal, 1994, Frei,1994). Inisiasi: RH + •OH Æ R• + H2O Pengambilan atomH-R2C = CR2- + •OH Æ-R2 •C-CR2

    Adisi ikatan rangkap (1)Propagasi: R• + O2 Æ ROO•(2) ROO• + RH Æ ROOH + R• (3) Pada tahap terminasi,sesama radikal dapat bergabung menjadi molekul yangtidak reaktif atau bereaksi dengan senyawa antioksidansetelah senyawa tersebut terbentuk. Hati dan ginjalmerupakan tempat kegiatan oksigen radikal dan peroksidalemak terbanyak. Peroksida lemak bersifat adesif terhadapmolekul lain, memiliki potensial aksi yang sedang, lama aksiyang panjang dalam sel, tetapi juga tidak dapat dikeluarkanmelalui ginjal dan tetap tinggal di dalam tubuh.

    Radikal bebas adalahsuatu molekul atau ion yangmengandung satu elektron yang tidak berpasangan.Senyawaini merupakan zat antara yang berusia pendek, sangat reaktifdanberenergi tinggi, sehingga memiliki kecenderunganmenarik elektron dari molekul lainnya dan memicu reaksiberantai.Radikal bebas dihasilkan dari pemutusan ikatan

  • DR. IR. SRI WAHJUNI, M.KES.

    38

    kovalen secara homolitik dimana terbentuk dua fragmenyang memiliki elektron tak berpasangan dan bersifatradikal.Radikal bebas dapat bersifat anionik, kationik, ataunetral.Fungsi radikal bebas diantaranya membunuh bakteriintraseluler. Bila terdapat radikal bebas dalam tubuh secaraberlebihan, maka akan terjadi perampasan elektron atomkomponen struktural maupun fungsional sel kemudianterjadi reaksi berantai.

  • 39

    DR. IR. SRI WAHJUNI, M.KES.

    BAB IVIMPLIKASI MALONDIALDEHID

    Peroksidasi lipida yang menghasilkan markermalondialdehid (MDA) dipandang sebagaimekanisme molekuler utama yang terlibat dalam kerusakanoksidatif struktur sel. Peroksidasi lipida ini juga berperandalam proses toksisitas yang menyebabkan kematiansel. Pertama, peroksidasi lipid dipelajari oleh ilmuwanmakanan sebagai mekanisme untuk kerusakan asam-asamlemak dipencernaan dan lemak. Peneliti tetap lainnyamenganggap bahwa peroksidasi lipid adalah konsekuensidari metabolit toksik (misalnya CCl4) yang menghasilkanspesies yang sangat reaktif, gangguan membran intraselulerdan kerusakan sel (Dianzani dan Barrera, 2008).

    Peroksidasi lipid adalah proses yang kompleks dandiketahui terjadi pada tumbuhan dan hewan. Ini melibatkanpembentukan dan propagasi radikal lipid, penyerapanoksigen, penyusunan kembali ikatan ganda lipid takjenuh dan akhirnya penghancuran membran lipid, denganproduksi berbagai produk pemecahan, termasuk alkohol,keton, alkana, aldehid, dan eter (Dianzani dan Barrera,2008).

  • DR. IR. SRI WAHJUNI, M.KES.

    40

    Gambar 7.Langkah inisiasi proses peroksidasi lipid

    (Dianzani dan Barrera, 2008)

    Dalam situasi patologis, oksigen dan nitrogen spesiesreaktif yang dihasilkan lebih tinggi dari tingkat normal,dan sebagai akibatnya, peroksidasi lipid terjadi dengandefi siensi α-tokoferol. Selain mengandung konsentrasi tinggiasam lemak tak jenuh ganda dan logam transisi, membranbiologis sel dan organel terus-menerus mengalami berbagaijenis kerusakan (Halliwell dan Gu eridge, 1984).

    Mekanisme kerusakan biologis dan toksisitas spesiesreaktif pada sistem biologi saat ini dijelaskan oleh tahapberurutan dari stress oksidatif reversible dan irreversiblekerusakan oksidatif. Stress oksidatif dipahami sebagai situasiketidakseimbangan dengan peningkatan oksidan ataupenurunan antioksidan. Konsep ini menyiratkan pengakuanproduksi fi siologis oksidan (oksidasi-radikal bebas danspesies terkait) dan adanya pertahanan antioksidan operasi.Konsep ketidakseimbangan mengakui efektivitas fi siologis

  • 41

    DR. IR. SRI WAHJUNI, M.KES.

    pertahanan antioksidan dalam menjaga baik stress oksidatifdan kerusakan sel pada tingkat minimum dalam kondisifi siologis (Boveris et al., 2008).

    Peroksidasi lipid adalah reaksi berantai yangdiprakarsai oleh pemisahan hidrogen, atau penambahanoksigen radikal, yang mengakibatkan kerusakan oksidatifasam lemak tak jenuh jamak (PUFA). Karena asam lemak takjenuh jamak lebih sensitif daripada yang jenuh, jelas bahwametilen diakti an oleh jembatan (RH) merupakan situstarget penting. Kehadiran ikatan ganda berdekatan dengankelompok metilen membuat CH ikatan metilen lemah,dan hidrogen lebih rentan terhadap yang terjenuh. Hal inimembuat sebuah elektron tidak berpasangan pada karbon,membentuk karbon berpusat radikal, yang distabilkanoleh penyusunan kembali molekul ikatan ganda untukmembentuk diena terkonjugasi yang kemudian bergabungdengan oksigen untuk membentuk radikal peroksil . Peroksilradikal itu sendiri mampu memisahkan atom hidrogen dariasam lemak tak jenuh ganda dan lain sebagainya memulaireaksi berantai (Halliwell dan Gu eridge, 1984) (Gambar7).

    Molekul oksigen dengan cepat menambah radikalkarbon yang berpusat (R•) terbentuk dalam proses ini,menghasilkan radikal lipidperoksil (ROO•). Dekomposisiperoksida lipid dikatalisis oleh kompleks logam transisimenghasilkan radikal alcoxyl (RO•) atau hidroksil(HO•). Ini merupakan reaksi berantai peroksidasi lipid.Pembentukan radikal peroksil mengarah ke produksi

  • DR. IR. SRI WAHJUNI, M.KES.

    42

    hidroperoksida organik, yang pada gilirannya dapatmengurangi hidrogen dari PUFA lain. Reaksi ini disebutdengan propagasi, menyiratkan bahwa satu putaranmemulai dapat mengakibatkan konversi banyak PUFAuntuk hidroperoksida lipid.

    Dalam urutan penampilan mereka, alkil, peroksildan radikal /alkoksil terlibat. Asam lemak yang dihasilkanradikal distabilkan oleh penataan ulang menjadi dienaterkonjugasi yang mempertahankan produk yang lebihstabil termasuk hidroperoksida, alkohol, aldehida, danalkana. Lipid hidroperoksida (ROOH) adalah yang pertama,relatif stabil, produk dari reaksi peroksidasi lipid (Halliwelldan Gu eridge, 1984) (Gambar 8).

    Gambar 8.Tahap awal langkah penyebaran proses peroksidasi lipid

    menunjukkan penyerapan oksigen(Halliwell dan Gu eridge, 1984)

    Kompleks besi (Fe2+) bereaksi dengan peroksida lipida(ROOH) untuk memberikan radikal alkoksil, sedangkankompleks besi teroksidasi (Fe+) bereaksi lebih lambat

  • 43

    DR. IR. SRI WAHJUNI, M.KES.

    untuk menghasilkan radikal peroksil. Kedua radikal dapatmengambil bagian dalam penyebaran reaksi berantai.Produk akhir ini kerusakan ion-katalis logam komplekshidroperoksida lipid, yang meliputi aldehida sitotoksik dangas hidrokarbon seperti etana. Radikal bebas reaksi berantaimenyebar sampai dua radikal bebas konjugasi sama lainuntuk mengakhiri rantai. Reaksi juga dapat mengakhiridengan adanya antioksidan seperti vitamin E (α-tokoferol).Dalam kondisi di mana peroksidasi lipid terus digagas,produk non-radikal menghancurkan dua radikal padasuatu waktu. Dengan adanya ion logam transisi, ROOHdapat menimbulkan generasi radikal yang mampu kembalimemulai lipid peroksidasi oleh ion redoksi (Halliwell danGu eridge, 1984).

    Peroksidasi lipida menyebabkan penurunan fl uiditasmembran dan fungsi penghalang membran. Banyakproduk dari peroksidasi lipid seperti hidroperoksida atauturunan aldehida dan mereka menghambat sintesis protein,tindakan makrofag darah dan mengubah sinyal kemotaktikdan aktivitas enzim (Fridovich dan Porter, 1981).

    Implikasi Biologis Peroksidasi LipidaProduksi biologis spesies oksigen reaktif utamanya

    adalah anion superoksida (O2-) dan hidrogen peroksida(H2O2) yang mampu merusak molekul biokimia termasukasam nukleat dan asam amino. Paparan oksigen reaktifpada protein menghasilkan denaturasi, hilangnya fungsi,reaksi silang, agregasi, dan fragmentasi jaringan ikat

  • DR. IR. SRI WAHJUNI, M.KES.

    44

    kolagen. Namun, efek yang paling merusak adalah induksiperoksidasi lipida. Membran sel yang terdiri atas asamlemak tak jenuh merupakan target utama serangan oksigenreaktif yang menyebabkan kerusakan membran sel.

    Peroksidasi lipid asam lemak tak jenuh ganda mungkinbersifat enzimatik dan non-enzimatik. Peroksidasi lipidenzimatik dikatalisis oleh lipooksigenase, yang merupakanenzim peroksidasi lipid yang mengoksidasi, dan esterifi kasimenghasilkan PUFA sebagai konsekuensi, radikal peroksi.Peroksidasi lipid non enzimatik dan pembentukan peroksidalipid diprakarsai oleh kehadiran molekul oksigen dandifasilitasi oleh ion Fe2+. Oksidasi pemecahan fosfolipidabiologis terjadi di sebagian besar membran sel termasukmitokondria, mikrosom, peroksisom, dan membranplasma.

    Toksisitas produk peroksidasi lipida pada mamaliaumumnya melibatkan neurotoksisitas, hepatotoksik, dannefrotoksisitas. Mekanisme utama melibatkan prosesdetoksifi kasi yang berlangsung di hati. Keracunan dariperoksidasi lipida mempengaruhi metabolisme lipida hatidi mana sitokrom P-450s merupakan katalis yang efi siendalam transformasi oksidasi lipida-lipida aldehida yangditurunkan menjadi asam karboksilat. (Boveris et al., 2008).

    Hal ini menambahkan sisi lain aktivitas biologismetabolit oksidasi lipida. Metabolisme sitokrom P-450 dimediasi untuk beraksi secara paralel dengantransformasi metabolik lain aldehida. Dengan demikian,P-450s bisa berfungsi sebagai cadangan atau mekanisme

  • 45

    DR. IR. SRI WAHJUNI, M.KES.

    kompensasi ketika jalur eliminasi aldehida berkapasitastinggi lainnya terganggu akibat penyakit atau keracunan.Akhirnya, 4-hidroksinonenal (HNE), aldehida tak jenuh,seperti akrolein, trans-2-Heksana, dan crotonaldehyde, jugakonstituen makanan atau polutan lingkungan, P-450smungkin signifi kan dalam mendukung peroksidasi lipidayang memiliki efek hilir yang signifi kan dan mungkinmemainkan peran utama dalam jalur sinyal sel.

    Peroksidasi lipida memiliki fungsi sinyal dalamsituasi patologis merupakan senergis pro infl amasi, danberkontribusi dalam kematian sel neuronal, misalnya,lipida kardiolipin di mitokondria membentuk hingga 18%dari total fosfolipid, dan 90% dari lemak rantai asil yang takjenuh. Oksidasi kardiolipin merupakan salah satu faktorpenting terjadinya apoptosis dengan cara membebaskansitokrom-C membran bagian dalam mitokondria, danmemfasilitasi permeabilisasi membran luar.

    Pelepasan sitokrom-C mengakti an kaskadeproteolitik dan berakhir pada kematian sel. Hasilpenelitian juga menunjukkan bahwa peroksidasi lipidamemiliki peran dalam patogenesis beberapa patologiseperti neurodegenerative, infl amasi, infeksi lambung,penyakit gizi. Kerusakan oksidatif di hati berhubungandengan metabolisme lipida hati, dan dapat mempengaruhimekanisme penyerapan dan transportasi α-tokoferoldalam organ ini. Dalam hati, kerusakan morfologi adalahsebelumnya ke peroksidasi lipid dan konsumsi antioksidanendogen. Di ginjal dan hati, memang peroksidasi lipid dan

  • DR. IR. SRI WAHJUNI, M.KES.

    46

    kerusakan oksidatif didahului oleh nekrosis (Repe o et al.,2010b., Dominguez et al., 2008; Fiszman et al., 2003., Navarrodan Boveris, 2009),).

    Peroksidasi lipida adalah proses reaksi berantai yangditandai oleh pengurangan berulang hidrogen oleh HO•dan RO• dan penambahan O2 untuk alkil radikal (R

    •)menghasilkan ROO• dan dalam oksidasi asam lemak takjenuh ganda, di mana kelompok metilen (= RH) adalahtarget utamanya. Hubungan antara peningkatan oksidasifosfolipida dimediasi radikal bebas (Liu et al., 2003).Kontribusi SIE ( Stroke in evolution) dalam konsep stressoksidatif diikuti oleh implikasi bahwa peningkatan reaksioksidasi yang dimediasi oleh adanya radikal bebas HO•dan RO• akan menghasilkan fosfolipid, protein, lipid, DNA,RNA atau oksidasi karbohidrat (Halliwell dan Gu eridge,1984).

    Peningkatan oksidasi konstituen biokimia sel dikait-kan dengan perubahan struktur mitokondria, yaitu terjadipembengkakan dan peningkatan volume mitokondria(Boveris et al., 2008). Dalam hati manusia, perubahanmorfologi dapat mempengaruhi struktur dan fungsi organ,seperti pada kerusakan empedu pada pasien transplantasihati sebagai konsekuensi dari kerusakan oksidatif yangberhubungan dengan ischemia-reperfusi. Menariknya,ada laporan di hati tikus model eksperimental, terjadinyapeningkatan peroksidasi sekunder untuk meningkatkanproduksi mitokondria dari O2 dan H2O2 (Navarro et al.,2009).

  • 47

    DR. IR. SRI WAHJUNI, M.KES.

    Mekanisme Kimia Peroksidasi lipidaSpesies oksigen reaktif yang dianggap bertanggung

    jawab atas keracunan oksigen biologis meliputi penguranganoksigen parsial, superoksida radikal (O2

    -), hidrogenperoksida (H2O2), dan spesies reaktif lainnya seperti radikalhidroksil (HO•), radikal peroxyl (ROO.), oksida nitrat (NO),peroxinitrite (ONOO-) dan oksigen singlet (1O2). Efek biologiskelebihan masing-masing spesies ini sangat mirip, sehinggasecara kolektif disebut spesies oksigen reaktif (ROS). Mediasibebas radikal berantai dalam sistem biologis diringkasdalam Gambar 9. Beckman-Radi-Freeman jalur dan shuntCadenas-Poderoso setelah dimasukkan ke reaksi berturut-turut dari jalur Fenton/ jalur Haber-Weiss, sehingga prosesperoksidasi lipid dapat menggabungkan NO dan ONOO.Secara biokimia radikal bebas dimediasi dengan reaksiberantai (Boveris et al., 2008) (Gambar 9).

    Pada tahun-tahun terakhir, denominasi “spesiesoksigen reaktif” (ROS) dan “reaktif nitrogen spesies” (RNS)telah menjadi sangat populer. ROS denominasi melibatkantiga spesies kimia dari jalur Fenton /Haber-Weiss (O2,H2O2 , dan HO), produk-produk dari pengurangan parsialoksigen. Demikian pula, denominasi RNS longgar mengacupada tiga spesies kimia dari jalur Beckman-Radi-Freeman(NO, ONOO, dan NO2). Referensi secara keseluruhan untukkedua kelompok, ROS dan RNS, biasanya dibuat untukmenjelaskan atau mengacu pada aktivitas biologis mereka,apa yang mencerminkan fakta bahwa masing-masingkelompok, ROS dan RNS, dengan sendirinya disebarkan

  • DR. IR. SRI WAHJUNI, M.KES.

    48

    dalam sistem biologis dari promotor mereka, O2- dan NO.

    Namun demikian, keuntungan dan fasilitas pada efekbiologis menyiratkan ketidaktahuan proses biokimia.

    Gambar 9.Dimediasi reaksi berantai radikal Bebas. O2•- (superoksida radikal);

    H2O2 (peroksida hidrogen), HO• (radikal hidroksil); NO (nitratoksida); ONOO (peroxinitrite ); NO2• (dioksida nitrogen); UQH2(ubiquinol); UQH• (ubisemiquinone); R• (alkil adikal); ROO•(Radikal peroksil); 1O2 (singlet Oksigen). (Boveris et al., 2008)

    Langkah-langkah individu dari radikal bebas rantaidimediasi reaksi sistem biologis (Gambar 9); pada gambarini reaksinya cepat 107 M-1 s-1. Tetapi pengecualian adalahdismutasi enzimatik O2 (1010 M-1 s-1 ) dikatalisasi olehantioksidan SOD, urutan reaksi pertama dari dekomposisiONOO -, dan tingkat yang relatif rendah (105 M-1 s -1)

  • 49

    DR. IR. SRI WAHJUNI, M.KES.

    dari homolisis H2O2 dikatalisasi oleh Fe 2 + (Boveris et al.,2008).

    Mengenai mekanisme molekuler yang menghasilkanperoksidasi lipid dalam sistem biologis sebelumnya, diterimabahwa peroksidasi lipid mungkin akibat dari a) intermedietpengurangan parsial oksigen (homolisis H2O2 dan generasiHO•), b) autoksidasi langsung lipid, c) intermediet darioksida nitrat metabolisme, dan d) modifi kasi struktur lipidpermukaan membran (Fridovich dan Porter, 1981;. Boveriset al., 2008; Repe o et al., 2010 a).

    Proses peroksidasi lipid diinduksi untuk efek pro-oksidan dari logam transisi. Sebuah bukti yang luasmendukung terjadinya reaksi ion logam dengan H2O2, danhidroperoksida dalam sitosol dan dalam membran biologis.Yang terakhir adalah target utama kerusakan oksidatif.Dengan kata lain, oleh salah satu mekanisme, logamtransisi menghasilkan peroksidasi lipid oleh stimulasikapasitas oksidatif H2O2 dengan mempromosikan sebagaipemicu radikal (Moncada et al., 1991; Repe o dan Boveris,2008), dengan mekanisme lain, mereka mengikat fosfolipidbermuatan negatif yang mengubah sifat fi sik bilayer danproses inisiasi, serta propagasi dari reaksi peroksidasi lipid(Repe o et al., 2010a; Repe o dan Boveris, 2008).

    Lipid peroksidasi adalah reaksi berantai yangdiprakarsai oleh hidrogen abstraksi atau dengan penambahanoksigen radikal, yang mengakibatkan kerusakan oksidatifasam lemak tak jenuh jamak (PUFA). Karena asam lemaktak jenuh ganda lebih sensitif daripada yang jenuh, jelas

  • DR. IR. SRI WAHJUNI, M.KES.

    50

    bahwa metilen diakti an (RH) jembatan merupakan situstarget penting. Inisiasi ini biasanya dilakukan oleh radikalreaktivitas yang cukup (Persamaan 1):

    R1H + R R1 + RH (1)

    Molekul oksigen dengan cepat menambah karbon-berpusat radikal (R• )terbentuk dalam proses ini, yangmenghasilkan lipid peroksil radikal (ROO•) (Persamaan2):

    R + O2 ROO• (2)

    Pembentukan radikal peroksil mengarah ke produksihidroperoksida , yang pada gilirannya dapat hidrogendari yang lain senyawa PUFA, analog dengan Reaksi 1 atauPersamaan 3

    R1H + ROO• R1 + ROOH (3)

    Reaksi ini disebut propagasi, yang menyiratkanbahwa salah satu konversi hasil pada senyawa PUFA untukhidroperoksida lipid. Dalam urutan penampilan mereka,alkil, peroksil, dan radikal alkoksil dihasilkan dalam radikalbebas reaksi berantai. Alkil radikal distabilkan oleh penataanulang menjadi diena terkonjugasi yang merupakan produkyang relatif stabil.

    Lipid hidroperoksida (ROOH) adalah produk pertamadari reaksi peroksidasi lipid. Dalam kondisi di manaperoksidasi lipid terus dimulai, anhilation radikal atau

  • 51

    DR. IR. SRI WAHJUNI, M.KES.

    penghentian terjadi dengan menghancurkan dua radikalsekaligus:

    ROO• + ROO • ROH + RO + 1O2 (4)

    Dengan adanya ion logam transisi, ROOH memberikankenaikkan kation -kation yang mampu memulai radikalperoksidasi lipid oleh kecepatan redoks dari ion logam(Repe o et al., 2010; Repe o dan Boveris, 2012.):

    ROOH + Men+ RO + Me(n-1)+ (5)

    ROOH + Me(n-1)+ ROO + Men+ (6 )

    Autoksidasi lipid: peroksidasi lipid Non-enzimatikPeroksidasi lipid non-enzimatik adalah radikal

    difasilitasi oleh reaksi berantai bebas di mana satumenginduksi radikal bebas oksidasi lipid, terutamafosfolipid yang mengandung asam lemak tak jenuh ganda.Autoksidasi lipid dalam sistem biologis adalah proseslangsung yang terjadi dengan homolisis hidroperoksidaendogen oleh pemotongan dari ROOH dan produksi RO•dan ROO•

    Asam lemak tak jenuh ganda seperti linoleat dan asamarakidonat, yang hadir sebagai ester phosphogliserida dimembran lipid, sangat rentan terhadap autoksidasi. Selainitu, autoksidasi dalam sistem biologis telah dikaitkandengan peristiwa seperti patologis yaitu kerusakan

  • DR. IR. SRI WAHJUNI, M.KES.

    52

    membran sel dalam proses penuaan dan aksi zat beracuntertentu. Autoksidasi pada substrat organik dalam larutanhomogen adalah proses rantai radikal bebas spontan O2tekanan parsial di atas 100 torr (Repe o et al., 2010).

    Hidroperoksida lipid, ketidak adanya ion logamkatalitik, menghasilkan berbagai macam produk termasukaldehida rantai pendek dan panjang dan fosfolipid dankolesterol aldehida ester, yang menyediakan abstraksihidrogen setara dari asam lemak tak jenuh dan pembentukanradikal bebas. Produk sekunder dapat digunakan untukmenilai tingkat peroksidasi lipid dalam sistem (SIE, 1991a)(Persamaan 7 sampai 9).

    Persamaan 7 membutuhkan beberapa komentar.Seperti ditulis adalah thermodinamika yang tidak spontankarena melibatkan pemecahan ikatan CH (435 kJ / mol).Namun, asam lemak tak jenuh ganda dalam solusi yangmudah mengalami autooksidasi, kemungkinan katalis olehion logam transisi. R· radikal reaksi dengan O2 menghasilkanROO•

    RH R + H (7)

    R + O2 ROO• (8)

    ROO•+ RH ROOH + R (9)

    Ion logam transisi Fe2+ dan Cu + merangsang lipidperoksidasi oleh pembelahan reduktif hidroperoksidalipid endogen (ROOH) dari membran fosfolipid ke alkosil

  • 53

    DR. IR. SRI WAHJUNI, M.KES.

    sesuai (RO•) dan peroksil (ROO•). Radikal dalam prosesyang dikenal sebagai peroksidasi lipid tergantung ROOH(Persamaan 10 dan 11):

    FE2+ + ROOH RO + OH - + Fe3+ (10)

    Fe3+ + ROOH RO2 + H+ + Fe2+ (11)

    Mekanisme dua reaksi ini muncul untuk melibatkanpembentukan Fe (II) -Fe (III) atau Fe (II) O2-Fe (III) kompleksdengan tingkat maksimal HO· pembentukan radikal dirasio Fe (II) / Fe (III) dari 1 (Repe o et al., 2010 ; Repe o danBoveris, 2008).

    Cu2 + dan Cu+ dikenal karena kupri (Cu2+) dan Cu+

    (kupro) cepat berubah warna bila direaksikan denganhidroperoksida (ROOH) untuk membentuk RO• danROO• (Persamaan 12 dan 13.) (SIE, 1991a; Repe o et.al,2010; Repe o dan Boveris, 2008).

    CU+ + ROOH RO•+ OH- + CU2+ (12)

    CU2+ + ROOH RO2 + H+ + Cu+ (13)

    Peroksidasi lipid yang dihasilkan untuk intermediet daripengurangan parsial oksigen.

    Produk secara fi siologis dari pengurangan parsialoksigen O2 dan H2O2, merupakan proses dasar peroksidasilipid biologi dalam sel aerobik mamalia. Dari sudut pandang

  • DR. IR. SRI WAHJUNI, M.KES.

    54

    molekul radikal hidroksil (HO•) terbentuk dari H2O2 danFe2+ pada reaksi Fenton, di mana dipertimbangkan pulauntuk waktu yang lama sebagai kemungkinan langkahtingkat terbentuknya peroksidasi lipid fi siologis (Valdez etal., 2011; Boveris, 2008). Reaksi Fenton dan Fenton sepertipersamaan 14 sering digunakan untuk menjelaskan efekracun dari logam redoks-aktif, di mana M(n)+ biasanya ionlogam transisi (Persamaan 5):

    Fe2+ + H2O2[Fe(II)H2O2] Fe3+ + HO - + HO (14)

    Jejak (nM) tingkat ion logam transisi aktif seluler dantampaknya cukup untuk katalisis reaksi lambat Fentonsecara in vivo, di tingkat fi siologis H2O2 (0,1-1,0 nM ) (Boveris,2012).

    Spesies oksigen reaktif terutama mencakup O2- danH2O2, scara fi siologis dihasilkan sebagai produk daritransfer elektron mitokondria. Pembentukan O2- berasaldari autooksidasi dari ubisemiquinone kompleks I danIII dan produksi H2O2 terjadi dengan intramitochondrialyang katalisisnya Mn-SOD. Ketika proses transfer elektrondiblokir di kompleks I dan III, elektron langsung ke O2memproduksi O2

    -• ( (Boveris, 2004; Navarro et al., 2010).Oksigen dan nitrogen spesies reaktif, meskipun

    disimpan dalam konsentrasi siap rendah dengan sistemantioksidan, yang mampu bereaksi dan kerusakanbiomolekul. Mitokondria dianggap sumber intraselulerutama oksidasi spesies oksigen reaktif (Navarro dan Boveris,2004; Navarro et al., 2010).

  • 55

    DR. IR. SRI WAHJUNI, M.KES.

    Pada tingkat rendah, H2O2, Fe2+ menginduksi lipid

    peroksida dekomposisi, menghasilkan radikal peroksil danradikal alkoksil, dan mendukung peroksidasi lipid. Hasil inimenunjukkan bahwa terjadinya Fe2

    + efek stimulasi pada Fe2+

    peroksidasi lipid yang disebabkan produksi spesies reaktifoksigen melalui oksidasi Fe 2

    + dengan ROOH endogen(Boveris, 2012).

    Cu+ ion dianggap sebagai katalis yang efektif untukreaksi Fenton (Persamaan 15).

    Cu+ + H2O2[Cu(I)-H2O2] Cu2+ + HO- + HO (15)

    Proses peroksidasi lipid telah diakui sebagaipembentukkan radikal bebas yang terjadi secara fi siologisdapat diukur kadar dengan chemiluminescence dari organin situ. Reaksi inisiasi utama dipahami dimediasi oleh HO.

    atau oleh ferryl menengah, baik dengan potensi setara untukhidrogen abstraksi dari asam lemak tak jenuh, denganpembentukan radikal alkil (R•) (Boveris, 2012; Boveris et al.,1980) (Persamaan 16):

    HO- + RH H2O + R• (16)

    Salah satu efek dari reaksi radikal hidroksil, formasimereka dikatalisasi oleh ion besi, dengan lipid adalah untukmembuat lipid atau fi brosis yang dapat dianggap penyebabgangguan membran dan kerusakan oksidatif terkait dalampatologi yang berbeda.

  • DR. IR. SRI WAHJUNI, M.KES.

    56

    Peroksidasi lipid yang dihasilkan dari zat antarametabolisme oksida nitrat

    Bidang minat yang saat ini telah meningkat selamadekade terakhir adalah studi oksida nitrat (NO) sejakdemonstrasi, pada tahun 1987, pembentukannya olehenzim NO sintase pada sel endotel vaskular. RadikalNO merupakan senyawa aktif pada endotel adalahstimulator endogen dari guanylate cyclase larut dan terjadivasodilator kuat di in vitro. Asam lemak tak jenuh jamakrentan terhadap reaksi nitrasi. Urutan spesie oksida nitrat(NO) yang mudah terurai (diff usible) melintasi membran,konsentrasi mereka dalam inti hidrofobik membran danlipoprotein menyebabkan bereaksi cepat dengan asamlemak dan radikal peroksil lipid (ROO•). Selama prosespembangkit oksidasi, lipid teroksidasi dan produk nitrasidari lipid bebas (asam arakidonat, oleat arakidonat, linoleat)dan esterifi kasi (kolesterol linoleat). Proses nitrasi lipidtermasuk dalam mekanisme molekuler in vivo yaitu: a) NOautooksidasi menjadi nitrit, yang memiliki oksidan dan alatpenitrasi, b) Selain elektrofi lik NO berhubungan spesiesasam lemak tak jenuh, c) reaksi radikal antara ROO• danNO, d) peroksi nitri (ONOO•) berasal radikal bebas untukmemediasi oksidasi, nitrosasi dan reaksi nitrasi . Spesiesini pada saat ini dianggap sebagai mediator dari responinfl amasi adaptatif.

    NO merupakan mediator endogen banyak fungsifi siologis melalui stimulasi dari enzim guanylate cyclasetermasuk regulasi vaskuler, perubahan protein pasca

  • 57

    DR. IR. SRI WAHJUNI, M.KES.

    traslational, ekspresi gen dan fungsi sel infl amasi. Asamlemak bebas dan esterifi kasi asam arakidonat dan linoleatmerupakan komponen penting dari lipoprotein danmembran yang dapat teroksidasi untuk senyawa yangberbeda. NO dan radikal NO ( NO• ) bereaksi denganasam lemak menghasilkan teroksidasi dan ternitrasi sebagainitroalkenes menghasilkan nitroalcohols. Pada konsentrasioksigen rendah, derivatif NO biologis yang paling pentingadalah ONOO. Proses nitro alkilasi terjadi in vitro dan invivo, terlibat dalam proses redoks dan sel sinyal melaluikovalen reversibel terikat dan modifi kasi pasca-traslationalbertanggung jawab atas struktur, fungsi, dan distribusisubselular protein dan mengatur efek pro-infl amasi paparanoksidan (Nair et al., 2007 ; Valdez et al., 2011).

    Mekanisme baru untuk produksi radikal hidroksil,yang tidak tergantung pada kehadiran logam transisi,baru-baru ini telah diusulkan. Ini melibatkan produksiperoksinitri (Beckman et al., 1994; Rachmilewi et al., 1993)yang memiliki efek proinfl amasi in vitro, dari reaksi NOdengan O2 - (Persamaan 17-20):

    NO + O2- ONOO- (17)

    ONOO- + H+ ONOOH (18)

    ONOOH HO + NO2 (19)

    2H+ + O2- + O2- H2O2 + O2- (20)

  • DR. IR. SRI WAHJUNI, M.KES.

    58

    Dalam situasi patologis, makrofag dan neutrofi ldirekrut untuk situs cedera, diakti an untuk menghasilkanNO sebagai bagian dari respon infl amasi. Selanjutnya,aktivitas SOD cepat scavenges O2.- dan juga memperpanjangefek vaso-relaksan NO.

    Modifi kasi struktur membran lipid

    Gambar 10.Lipid, DNA dan kerusakan oksidatif protein dari reaktif radikal

    hidroksil (Repeto et al, 2010)

    Kehadiran kolesterol pada permukaan membransel mempengaruhi kerentanan terhadap peroksidasi,mungkin ini dapat dicegah dengan mengurangi kadarradikal yang mempengaruhi struktur internal membranoleh interaksi struktur cincin yang besar hidrofobik, denganrantai asam lemak atau fosfolipid. Rantai asam lemak ataufosfolipid memiliki aktifi tas deterjen yang merupakanawal di membran untuk mengukur peroksidasi lipid akan

  • 59

    DR. IR. SRI WAHJUNI, M.KES.

    memberikan kontribusi untuk peningkatan gangguanmembran dan peroksidasi lanjut.

    Timbulnya peroksidasi lipid dalam membran biologisdikaitkan dengan perubahan sifat fi sikokimia dan denganperubahan fungsi biologis lipid dan protein. Asam lemaktak jenuh ganda dan metabolitnya memainkan peranfi siologis: penyediaan energi, struktur membran, fl uiditas,fl eksibilitas dan permeabilitas selektif membran sel, dansinyal sel dan regulasi ekspresi gen (Catala, 2006). Radikalhidroksil yang dihasilkan sebagai konsekuensi dari reaksiFenton, mengoksidasi komponen seluler dari membranbiologis (Gambar 10).

    Pengikatan spesies bermuatan positif ke membran(untuk kelompok kepala-bermuatan negatif dari fosfolipid)dapat mengubah kerentanan membran kerusakanoksidatif. Hal ini dapat dilihat baik sebagai tambahan ataupenghambatan laju peroksidasi lipid. Beberapa ion logamseperti Ca2+, Co 2+, Cd 2+, Al 3+, Hg 2+ dan Pb 2 + mengubahtingkat peroksidasi di liposom, eritrosit, dan membranmikrosomal, sering merangsang peroksidasi disebabkanoleh ion besi.

    Dalam peroksidasi lipid otak fosfatidilkolin-phosphatidylserine (PC-PS) liposom (Repe o et al., 2010a)hidrogen abstraksi terjadi pada karbon allilic 9 dan 10 darirantai asam oleat. Reaksi inisiasi sekunder disediakan olehhidrogen abstraksi oleh RO• dan ROO • (Persamaan 21sampai 23.) pada karbon tersier disebutkan:

  • DR. IR. SRI WAHJUNI, M.KES.

    60

    RO- + RH ROH + R (21)

    RO2- + RH ROOH + R- (22)

    R- + O2 RO2- (23)

    R• dan ROO• radikal (Persamaan 21-23) adalah pusatuntuk proses radikal-dimediasi bebas dari peroksidasi lipid.Reaksi penambahan R• dengan O2 untuk menghasilkanROO• (Persamaan. 23) menghasilkan produk yang mampuatom hidrogen abstrak dan untuk menumbuhkan R· untuksiklus baru dari rantai reaksi radikal bebas. Seluruh proses,oleh pengulangan Reaksi 23, disini O2 bereaksi denganradikal alkoksi menghasilkan malondialdehid (O=HC-CH2-CH= O), 4-hidroksinonenal dan lainnya dialdehida sebagaiproduk sekunder dan akhir peroksidasi lipid. Proses inimenghasilkan TBARS pada rasio perkiraan 0,12 TBARS / O2dan biasanya digunakan sebagai pengukuran tingkat dantingkat peroksidasi lipid (Junqueira et al., 2004).

    Ada dua konsekuensi dari peroksidasi lipid: kerusakanstruktural membran dan generasi produk sekunder.Kerusakan membran berasal dari produksi rantai rusakasil lemak, lipid-lipid, atau lemak-protein cross-link, danreaksi endocyclization untuk menghasilkan isoprostan danneuroprostan. Efek ini berat bagi sistem biologis, yangmenghasilkan kerusakan fungsi membran, inaktivasi enzim,dan efek toksik pada divisi seluler dan fungsi ( Catala,2006).

  • 61

    DR. IR. SRI WAHJUNI, M.KES.

    Peran logam transisi pada proses peroksidasi lipidStudi di dua dekade terakhir telah menunjukkan bahwa

    redoks logam aktif mengalami kecepatan reaksi redoks dankecepatan reaksi untuk menghasilkan radikal reaktif sepertisuperoksida anion oksida radikal, dan nitrat dalam sistembiologi. Gangguan homeostasis ion logam menyebabkanstress oksidatif, bagian peningkatan pembentukan spesiesoksigen reaktif yang menguasai perlindungan antioksidandan kemudian menginduksi kerusakan DNA, peroksidasilipid, modifi kasi protein dan efek lainnya, semua gejalauntuk berbagai penyakit, yang melibatkan kanker, penyakitjantung, diabetes, aterosklerosis, gangguan saraf, danperadangan kronis.

    Mekanisme peroksidasi lipid dalam sistem biologisyang disebabkan oleh radikal bebas telah menjadi fokusdari kepentingan ilmiah selama bertahun-tahun. Saat ini,diketahui bahwa radikal OH•, dibentuk terutama olehreaksi Haber-Weiss, dan bertanggung jawab atas kerusakanbiologis (Repe o et al., 2010a; Repe o et al., 2010b; tahun(Fiszman et al., 2003; Boveris et al., 2008; Barrera, 2008;Dominguez et al., 2008).) (Persamaan 24):

    O2- + H2O2 O2 + HO•+ HO- (24)

    Namun, reaksi ini tidak akan dilanjutkan secarasignifi kan in vivo karena tetapan laju untuk reaksi lebihrendah dari reaksi dismutasi. Namun demikian, modifi kasidari reaksi Haber-Weiss, yang seperti reaksi Fenton dan

  • DR. IR. SRI WAHJUNI, M.KES.

    62

    reaksi Fenton, memanfaatkan kemampuan kecepatan besiredoks untuk meningkatkan laju reaksi, lebih layak in vivodan sering digunakan untuk menjelaskan efek racun darilogam redoks-aktif di mana M (n) + biasanya ion logamtransisi. Sebagai logam transisi yang bisa eksis di beberapavalensi dan yang dapat mengikat hingga enam ligan, besimerupakan komponen penting dari katalis industri dalamindustri kimia terutama untuk reaksi redoks (Repe o et al.,2008).

    Ada beberapa laporan tentang peran logam transisidalam proses peroksidasi lipid terkait dengan toksisitasseluler, karena setelah mereka memasuki sistem fi siologis,logam ini berperan dalam efek samping oksidatif. Beberapalogam transisi termasuk besi, kromium, timah, dan kadmiummenghasilkan peroksidasi lipid in vitro dan in vivo: asamlemak, minyak ikan cod, membran biologis, jaringan danorgan, menunjukkan bahwa logam berkontribusi terhadapefek oksidatif peroksidasi lipid diamati dalam berbagaipenyakit (Repe o et al., 2010a; Boveris, 2008).

    Reaksi Fenton terjadi in vivo pada tingkat yang sangatrendah, dan karenanya tidak dapat menjelaskan setiapproduksi besar OH• radikal dalam biologi. Di sisi lain,ketika dikatalisis oleh ion logam transisi, radikal OH• dapatdibentuk melalui Reaksi 25 dan 26:

    M(n)+ + O2- M(n-1)+ + O2 (25)

    M(n-1)+ + H2O2M(n)+ + HO. + HO- (26)

  • 63

    DR. IR. SRI WAHJUNI, M.KES.

    Konsentrasi redoks intraseluler logam transisi aktifbaik rendah atau diabaikan: bebas Fe 2 + adalah 0,2-0,5 nMdan reaksi bebas Cu 2 + adalah tentang ion tunggal per sel.Namun, jejak (nM) tingkat ion logam transisi aktif selulerdan beredar tampaknya cukup untuk katalisis lambat reaksiFenton in vivo pada tingkat fi siologis hidrogen peroksida(H 2O2, 0,1-1,0 nM) (Boveris, 2008).

    Hal ini juga diketahui bahwa besi berfungsi sebagaikatalis untuk pembentukan hidroksil yang sangat reaktifradikal melalui reaksi Fenton. Selain ion besi, banyak ionlogam termasuk Cu (I), Cr (II), dan Co (II) ditemukanmemiliki fi tur oksidatif reagen Fenton. Oleh karena itu,campuran senyawa logam ini dengan H2O2 diberi nama‘’reagen Fenton”. Dalam sistem in vivo yang sebenarnya,setelah peroksida organik (ROOH) dibentuk oleh aksi ROS,panas, dan / atau foto-iradiasi, ROOH dapat digantikanoleh HO, di mana ROOH bereaksi dengan ion logam untukmembentuk alkoksil radikal. Selanjutnya, reaksi berantaiperoksidasi lipid terjadi.

    Mekanisme untuk ion logam transisi dipromosikanuntuk peroksidasi lipid yang dekomposisi H2O2 danhomolisis menghasilkan hidroperoksida endogen. Fe 2+ -H2O2- dimediasi terjadinya peroksidasi lipid oleh proseskedua pseudo, dan reaksi Cu2+ yang dimediasi prosesurutan pseudo-pertama. Co2+ dan Ni 2+ saja, janganmemaksakan peroksidasi lipid. Namun demikian, ketikamereka dikombinasikan dengan Fe2+, peroksidasi lipid Fe

    2+ -H2O2- dimediasi dirangsang dengan adanya Ni 2 + dan

  • DR. IR. SRI WAHJUNI, M.KES.

    64

    dihambat dengan adanya Co 2+ (Gambar 11) (Boveris et al,

    2008).

    Gambar 11. Oksidasi fosfolipid pada konsentrasi yang berbeda

    dari logam transisi. (Boveris et al, 2008)

    Ada