PERANAN RADIKAL BEBAS (FREE RADICAL)

By Fahri Marewo 15

Oksigen merupakan unsur penting bagi kehidupan organisme. Sebagai kekuatan oksidan, oksigen molekuler di satu pihak bermanfaat sebagai kemampuan dasar degradasi oksidatif, yaitu sebagai substrat pada respirasi. Di pihak lain, oksigen dapat menimbulkan kerusakan karena berperan sebagai prekursor pada spesies oksigen reaktif (reactive oxygen spescies, ROS) yang menimbulkan kerusakan komponen intraseluler termasuk DNA. Untuk mengurangi pengaruh kerusakan yang ditimbulkan oleh ROS, organisme hidup mampu menjalankan mekanisme multisistem antiROS, namun pada saat tertentu ROS diperlukan untuk kepentingan biologis. ROS berperan sebagai pertahanan biologis, yaitu fagositosis dan pesan jelek apoptosis, yaitu prgogram kematian sel, dan mungkin sebagai komponen yang diduga berperan pada sistem mutator dengan meningkatnya penyimpangan genetik pada populasi (Skulachev 2000).

Walaupun oksigen (O2) esensial untuk kebanyakan proses kehidupan, molekul tersebut dapat berubah menjadi molekul yang memiliki toksisitas tinggi. Satu dari kebanyakan senyawa reaktif adalah superoksida anion (O2-) yang merupakan radikal bebas. Radikal bebas adalah atom atau molekul yang mengandung elektron yang tidak berpasangan pada orbit luarnya. Molekul terdiri atas atom dengan elektron yang berpasangan pada kulit terluarnya, namun pada suatu kondisi, molekul atau atom yang memiliki elektron yang tidak berpasangan biasanya mengambil elektron lain dari sekitarnya untuk dijadikan sebagai pasangannya. Radikal bebas umumnya merusak molekul lain, misalnya molekul pada sel (Noguchi dan Niki 1999, Cambel dan Smith 2000).

Spesies oksigen reaktif selalu dihasilkan secara normal dalam proses produksi energi, sintesis senyawa biologis, dan fagositosis pada sistem imun. Di lain
pihak peningkatan aktivitas spesies oksigen reaktif bisa menyebabkan sejumlah
penyakit termasuk penyakit jantung, kanker, dan penuaan (Noguchi dan Niki 1999).
Asam lemak tidak jenuh mengakibatkan lemak peka terhadap serangan oksigen
sehingga menimbulkan perubahan struktur kimia. Dalam sistem seluler peroksidasi
terjadi pada biomembran di mana kandungan asam lemak tidak jenuh yang ada
menjadi sangat reaktif. Peroksidasi lemak adalah proses reaksi kimia yang sangat
kompleks termasuk melibatkan radikal bebas, ion logam, dan sistem biologik
(Jadhav et al. 1996). Ada beberapa hubungan saling mempengaruhi antara
kesehatan diet antioksidan dan ROS, mungkin bergantung pada status kesehatan,
secara individual dan mungkin juga kepekaan secara genetik. Pada penelitian
secara klinik pada suplementasi antioksidan terjadi perubahan baik pada status
oksidatif, risiko penyakit atau kejadian penyakit yang telah mempengaruhi kesehatan
individu, risiko sejumlah penyakit pada populasi atau pasien yang sedang menjalani
pengobatan (Seifried et al. 2003).

Pada saat fagositosis, makrofag dan neutrofil sebagai sel efektor juga
memproduksi oksigen toksik gabungan fagosom dan lisosom menjadi fagololisosom
yang bertugas membantu membunuh dan menelan mikroorganisme. Kebanyakan
kejadian yang penting di antaranya adalah kerja hidrogen peroksida (H2O2),
superoksida anion (O2-), dan nitrogen oksida (NO), secara langsung toksik pada
bakteri. Semuanya ini dihasilkan melalui oksidasi oleh NADPH dan enzim yang lain
dalam proses yang dinamakan respiratory burst, sebagai akibat dari naiknya jumlah
konsumsi oksigen sementara. Aktivitas makrofag sangat efisien dalam
menghancurkan patogen, aktivitas ini secara in vivo biasanya bersamaan dengan
kerusakan jaringan secara lokal yang disebabkan oleh keluarnya mediator
antimikrobial sebagai radikal bebas, NO dan protease, yang juga toksik terhadap sel
inang. Kemampuan aktivitas makrofag untuk mengeluarkan mediator toksik adalah
pada pertahanan inang karena kemampuannya melawan patogen ekstraseluler yang
tidak tertelan (Abbas et al. 2000, Janeway et al. 2001).

Nitrogen oksida adalah molekul yang penting yang mempengaruhi sistem
kardiovaskuler, NO merupakan senyawa yang bersifat toksik dan berumur pendek,
berupa molekul gas yang diproduksi oleh enzim NO synthase, dengan cara
mengubah asam amino arginin menjadi NO dan sitrulin (Becker et al. 2000). Molekul
NO berperan penting sebagai regulator kardiovaskuler bertindak untuk mengatur
tekanan darah. Molekul ini diproduksi oleh neuron dan makrofag, memiliki jumlah
elektron ganjil dan sebagai radikal bebas.. Molekul ini relatif stabil namun bereaksi
cepat bila bertemu dengan senyawa yang mengandung elektron yang tidak
berpasangan, misalnya molekul oksigen misalnya anion superoksida dan ion logam
(Cambel dan Smith 2001). Penelitian terahir menggambarkan bahwa inducible nitric
oxyde synthase (iNOS) terlibat dalam kelainan metabolik yang dihubungkan dengan
inflamasi kronis tingkat ringan, aterosklerosis, dan peningkatan tumour necrosis
factor (TNF) (Muntalib 2003).

Peran sitokin pada patogenesis dan imunitas terhadap MD, yang diinduksi
oleh virus herpes menyebabkan limfoma pada sel T. Pada ayam umur 21 hari yang
diinfeksi MDV, peningkatan transkipsi IF-Y setelah 3 hari p.i sampai akhir
percobaan, yaitu 15 hari p.i, dimana iNOS dan IL-1ß mengalami peningkatan antara
6 sampai 15 hari p.i. Pada ayam umur 1 hari p.i mRNA untuk untuk
mengekspresikan IF-Y dan iNOS, antara 16 sampai dengan 64 kali pada 9 hari p.i.
Kesimpulan dapat diambil dimana iNOS berperan pada patogenesis MD (Xing dan
Schat 2000).

Radikal bebas diproduksi secara normal pada fungsi imunitas, diperlukan
oleh sel imun untuk membunuh patogen dan mengeluarkannya, dalam keadaan
overproduksi pada kondisi patogenik menyebabkan kerusakan sel imun dan
menimbulkan imunosupresi. Eritrofagositosis juga terjadi pada penyakit Marek oleh
makrofag. Dibutuhkan keseimbangan oksidan-antioksidan untuk mengatur fungsi
sistem imun dalam menjaga integritas dan fungsi lipida membran, protein seluler,
asam nukleat serta mengatur ekspresi gen (Wu dan Meydani 1999, Gilka dan
Spencer 1995).