KAJIAN PUSTAKA
1.3. Stres Oksidatif pada Glaukoma Primer Sudut Terbuka
secara objektif papil saraf optik yang secara subyektif ditentukan oleh dokter ahli mata (Bressler dan Ahmed, 2006).
1.3. Stres Oksidatif pada Glaukoma Primer Sudut Terbuka
Stres oksidatif adalah ketidakseimbangan antara oksidan dan antioksidan dengan kadar oksidan yang lebih tinggi. Radikal bebas (oksidan) berhubungan dengan terjadinya berbagai penyakit pada mata dan sistemik serta proses penuaan. Tanpa disadari didalam tubuh kita terbentuk radikal bebas secara terus menerus baik melalui proses metabolisme sel normal, respon terhadap pengaruh dari luar tubuh dan lain-lain. Dengan meningkatnya usia, pembentukan radikal bebas juga semakin meningkat. Secara umum, ikatan kimia terpisah dengan tidak meninggalkan molekul dalam bentuk elektron tidak berpasangan yang aneh, namun ketika ikatan yang lemah ini terpisah maka akan terbentuk radikal bebas (Ferreira, dkk., 2011; Oduntan dan Mashige, 2011).
Radikal bebas adalah spesies kimia dengan jumlah elektron yang tidak berpasangan sehingga sangat tidak stabil, memiliki rentang hidup yang singkat dan sangat reaktif dengan energi aktivasi yang rendah berusaha menangkap elektron yang dibutuhkan untuk mencapai kestabilan baik dengan menghibahkan elektron yang tak berpasangan tersebut (proses oksidasi), maupun menerima elektron dari sumber lain (proses reduksi). Oksidan ialah zat yang dapat menerima elektron dan menyebabkan zat lain teroksidasi (kehilangan elektron). Oksidan melalui reaksi kimia berantai (reaksi redoks atau reduksioksidasi) dapat menimbulkan kerusakan oksidatif pada organ-organ tubuh yang rentan. Efek
18
negatif ini dikenal pula sebagai stres oksidatif (Halliwell, 2000; Oduntan dan Mashige, 2011).
Metabolisme aerob yang terjadi setiap saat dalam tubuh manusia merupakan proses biologis. Oksigen yang dihirup digunakan untuk metabolisme semua sel tubuh, namun dapat timbul efek samping yang tidak dikehendaki yaitu radikal bebas seperti anion superoksid (O2.-), hidroksil (-OH) dan nitrogenoksida-sintase (NO∙-sintase). Kelompok dengan dasar atom O disebut juga spesies oksigen reaktif (reactive oxygen species atau ROS) yang merupakan oksidan utama dalam tubuh manusia ( Ito dan Walter, 2013). Radikal bebas dapat dikelompokkan kedalam ROS, tetapi dalam kelompok ROS terdapat juga berbagai senyawa dengan atom Oksigen yang bukan radikal bebas, misalnya singlet oxygen atau |O2, ozon atau O3, hidrogen peroksida atau H2O2, asam hipoklorit atau HOCl. Hidrogen peroksida (H2O2) secara normal ada di humor aqueous dan merupakan sumber stres oksidatif bagi trabecular meshwork (Danusantoso H, 2003).
Seperti sel lain di dalam tubuh, trabecular meshwork terpapar pada
berbagai stres di lingkungan, utamanya adalah stres mekanik. Terdapat hipotesis
bahwa mekanisme pertahanan sel sudah terganggu akibat proses penuaan, dan semakin memburuk dengan adanya kondisi stres oksidatif yang kronik.Kematian sel akan terjadi jika sel tidak lagi mampu beradaptasi pada lingkungan (Ito dan Walter, 2013).
19
Gambar42.4 Trabecular meshwork pada fenotip glaukoma (Ito dan Walter, 2013).
Paparan radikal bebas akut dan kronik, mutasi genetik dan berbagai faktor lainnya dapat mengganggu fungsi normal sel trabecular meshwork. Stres oksidatif dapat memicu reaksi oksidasi yang menyebabkan kematian sel trabecular meshwork (lingkaran terputus) hingga pada tahap jaringan trabecular meshwork tidak dapat berfungsi lagi. Akibatnya, terjadi disregulasi drainase humor aqueous yang mengakibatkan peningkatan tekanan intraokuli, yang menimbulkan kematian ganglion sel retina dan glaukoma. Tekanan intraokular juga dapat memicu pembentukan radikal bebas oksidatif. Korelasi statistik yang signifikan ditemukan antara kerusakan oksidatif pada DNA trabecular meshwork, kerusakan lapang
20
Sumber stres oksidatif yang berasal dari lingkungan seperti asap rokok atau radiasi tidak terlibat pada patogenesis terjadinya glaukoma. Mitokondria merupakan sumber Reactive Oxygen Species (ROS) endogen penting di dalam sel. Mitokondria memiliki materi genetik tersendiri, yaitu mitokondria DNA (mtDNA), untai ganda DNA sirkular yang tidak memiliki struktur nukleosome dan sistem repair DNA. Hal ini menyebabkan DNA rentan mengalami kerusakan yang dipicu oleh ROS, yang menyebabkan kegagalan mitokondria dan peningkatan produksi endogen dari stres oksidatif menimbulkan terbentuknya lingkaran setan. Kerusakan mitokondria terlibat pada patogenesis berbagai penyakit degeneratif kronik. Beberapa penemuan menyatakan peran kerusakan mitokondria pada glaukoma primer sudut terbuka (Izzotti, dkk., 2010).
Abu-Amero dkk melaporkan pada pasien glaukoma terjadi mutasi di genome mitokondria dan penurunan aktivitas respiratori di genome mitokondria dibandingkan subjek kontrol. Kemampuan antioksidatif pada humor aqueous pasien glaukoma menurun dibandingkan bukan glaukoma (Chang, dkk.,2011).
Feilchenfeld, dkk (2008) melaporkan peningkatan nitrotyrosine (sisa reaksi lesi oksidatif) ada pada pembuluh darah dan astrosit pada pre-laminar papil saraf optik pada glaukoma sudut terbuka dibandingkan kelompok kontrol. Trabecular meshwork secara terus menerus terpapar pada setidaknya dua bahan toksik, dan pada kondisi tidak adanya mekanisme proteksi dapat menimbulkan kerusakan membran serius. Satu diantaranya adalah radikal bebas superokside anion yang dihasilkan oleh metabolisme oksidatif di trabecular meshwork. Yang lainnya adalah H2O2 yang dapat berasal dari 2 sumber : masuk dari humor
21
aqueous yang berada pada konsentrasi 25μM dan produksi lokal dari dismutasi enzym anion superokside oleh superokside dismutase (SOD) (Chang, dkk., 2011; Sacca, dkk., 2005).
Izzotti, dkk (2003) menemukan kerusakan oksidatif DNA meningkat secara signifikan pada trabecular meshwork pasien glaukoma dibandingkan dengan kontrol. Peneliti mengemukakan bahwa stres oksidatif terjadi tidak hanya pada meshwork namun juga pada sel retina dan melibatkan kematian neuron pada saraf optik glaukoma primer sudut terbuka. Stres oksidatif dapat menimbulkan perubahan kronik pada aqueous dan vitreous humour yang dapat memicu perubahan pada trabecular meshwork dan papil saraf optik seperti yang terlihat pada glaukoma (Oduntan dan Mashige, 2011).
Penelitian Sorkhabi, dkk (2011) di Iran menemukan terjadinya peningkatan kadar 8-OHdG dalam serum pasien dengan glaukoma (17,80±8,06 ng/ml) dibandingkan dengan pasien katarak (13,63±3,54ng/ml). Penelitian ini juga menemukan kadar 8-OhdG dalam humor aqueous pasien dengan glaukoma lebih tinggi (4,61±2,97 ng/ml) dibandingkan dengan pasien katarak (1,98±0,70 ng/ml) (Sorkhabi,dkk., 2011).
Penelitian Sacca dkk (2005) mengemukakan bahwa mitokondrial DNA proteksinya lebih rendah dibandingkan nuklear DNA sehingga lebih sensitif terhadap serangan radikal bebas. Pada penelitian ini menemukan kadar 8-OHdG pada humor aqueous pasien glaukoma 2.1x lebih tinggi dibandingkan pasien katarak. Hal ini mendukung hipotesis bahwa pada glaukoma, oksidatif
22
terakumulasi banyak di bilik mata depan yang mengganggu sel trabecular meshwork dan fungsinya (Sorkhabi, dkk., 2011).
Sel memiliki mekanisme pertahanan antioksidan untuk mengatasi efek buruk dari ROS. Antioksidan merupakan zat yang mampu memperlambat atau mencegah proses oksidasi. Antioksidan ialah senyawa yang dengan mudah memberi elektron. Antioksidan yang banyak ditemukan pada bahan pangan, antara lain vitamin E, vitamin C, dan karotenoid (Danusantoso H, 2003).
Terdapat dua tipe antioksidan yaitu antioksidan enzimatis dan non-enzimatis. Antioksidan enzimatis atau antioksidan pencegah bersumber dari katalase, glutathione peroksidase dan glutathione reduktase, superokside dismutase (SOD). Superoksida dismutase (SOD) merupakan enzim antioksidan yang mengubah radikal bebas superoksida amnion (O2-) menjadi H2O2 dan oksigen (O2). Pada keadaan H2O2 tidak dikonversi, maka dapat terpisah menjadi radikal hydroxyl (OH-) yang berbahaya karena dapat bereaksi dengan hampir semua molekul dengan jarak difusi yang pendek. Sedangkan untuk non-enzymatis atau antioksidan sekunder diperoleh dari asupan makanan seperti mineral, vitamin, karetinoid (Ghanem, dkk., 2010; Goel dkk, 2011; Ito dan Walter, 2013; Purnamasari dan Setiati, 2013).
1.4. Biomarker Stres Oksidatif Pada Glaukoma Primer Sudut Terbuka