Antioksidan merupakan senyawa yang dapat memperlambat atau mencegah terjadinya proses reaksi pembentukan radikal bebas dalam oksidasi lipid (Ahmad et al., 2012). Sedangkan, radikal bebas adalah gugus atom yang memiliki satu atau lebih elektron tidak berpasangan sehingga bersifat reaktif.
Terakumulasinya radikal bebas di dalam tubuh dapat menonaktifkan aktivitas enzim sehingga lemak dalam tubuh akan teroksidasi dan mengganggu DNA yang dapat memicu terjadinya mutasi sel-sel yang berdampak pada risiko munculnya kanker.
1. Vitamin A (Betakaroten)
Vitamin A memiliki peran sebagai antioksidan dengan cara mendonorkan elektron dari atomnya kepada radikal bebas untuk berikatan dengan elektron yang tidak berpasangan (tunggal) dari radikal bebas tanpa menjadi radikal bebas baru.
Vitamin A merupakan salah satu jenis vitamin yang larut lemak. Vitamin A membantu menjaga pertumbuhaan jaringan epitel, mata, rambut dan tulang. Selain itu juga digunakan untuk pengobatan kelainan kukit seperti acne. Vitamin mempunyai efek toksik jika digunakan secara berlebihan.
a. Fungsi Vitamin A Sebagai Antioksidan
Betakaroten merupakan salah satu bentuk pigmen dari karoten (carotenoid). Karoten berfungsi sebagai antioksidan, sedangkan betakaroten merupakan salah satu bentuk senyawa karoten sebagai penawar yang kuat untuk oksigen reaktif (suatu radikal bebas destruktif ) (Tim Redaksi Vitahealth, 2004). Ditambahkan oleh Esvandiary (2007) bahwa beta karoten juga mampu menangkap oksigen reaktif dan radikal peroksil lalu menetralkannya. Hidajat (2005) mengatakan bahwa betakaroten sebagai antioksidan yang larut dalam lemak yang dapat menjaga terhadap proses pengrusakan oksidasi dinding sel yang terdiri dari lemak.
58 | Program Studi Teknologi Laboratorium Medik Fakultas Farmasi Institut Kesehatan Medistra Lubuk Pakam
Vitamin A memiliki peran sebagai antioksidan dengan cara mendonorkan elektron dari atomnya kepada radikal bebas untuk berikatan dengan elektron yang tidak berpasangan (tunggal) dari radikal bebas tanpa menjadi radikal bebas baru (Kartawiguna, 1998). Selain itu vitamin A juga berfungsi untuk mempertahankan stabilitas membran sel terhadap radikal bebas (WHO, 2004).
Vitamin A atau lebih tepatnya provitamin betakaroten, memang memiliki daya antioksidan. Vitamin A didapat dalam 2 bentuk yaitu performed vitamin A (vitamin A, retinoid, retinol, dan derivatnya) dan provitamin A (karotenoid/ karoten dan senyawa sejenis) (Dewono 2007). Sumber makanan yang mengandung vitamin A antara lain semua jenis susu, mentega, telur, sayuran dengan daun berwarna hijau dan kuning, buah-buahan, dan liver.
b. Akibat Kekurangan Vitamin A
Fungsi kekebalan tubuh menurun pada kekurangan vitamin A, sehingga mudah terserang infeksi. Dan menghambat pertumbuhan sel-sel, termasuk sel-sel tulang.
c. Kecukupan Vitamin A yang
Dianjurkan Angka kecukupan vitamin A yang dianjurkan untuk berbagai golongan umur dan jenis kelamin untuk Indonesia dapat dilihat pada tabel 1.
59 | Program Studi Teknologi Laboratorium Medik Fakultas Farmasi Institut Kesehatan Medistra Lubuk Pakam
2. Vitamin C (Asam Askorbat)
Vitamin C adalah salah satu jenis vitamin yang larut dalam air dan memiliki peranan penting dalam menangkal berbagai penyakit. Vitamin ini juga dikenal dengan nama kimia dari bentuk utamanya yaitu asam askorbat.
a. Fungsi Vitamin C Sebagai Antioksidan
Vitamin C adalah antioksidan yang kuat (Youngson, 2005). Menurut Kumalaningsih (2006), vitamin C tergolong dalam antioksidan alami, sedangkan berdasar pada fungsinya vitamin C tergolong dalam antioksidan sekunder dan oxygen scavanger. Vitamin C termasuk golongan vitamin antioksidan yang mampu menangkal berbagai radikal bebas ekstraseluler.
Menurut Kumalaningsih (2006) vitamin C merupakan antioksidan yang berperanan penting dalam membantu menjaga kesehatan sel. Vitamin C merupakan suatu donor elektron dan agen pereduksi. Disebut antioksidan, karena dengan mendonorkan elektronnya, vitamin ini mencegah senyawasenyawa lain agar tidak teroksidasi. Walaupun demikian, vitamin C sendiri akan teroksidasi dalam proses antioksidan tersebut, sehingga menghasilkan asam dehidroaskorbat.
Vitamin C atau asam askorbat merupakan vitamin yang larut dalam air. Vitamin C bekerja sebagai suatu koenzim dan pada keadaan tertentu merupakan reduktor dan antioksidan. Vitamin ini dapat secara langsung atau tidak langsung memberikan elektron ke enzim yang membutuhkan ion-ion logam tereduksi dan bekerja sebagai kofaktor untuk prolil dan lisil hidroksilase kolagen. Zat ini terbentuk Kristal dan bubuk putih kekuningan, stabil pada keadaan kering.
Menurut Padayatty (2003), setelah terbentuk, radikal askorbil (suatu senyawa dengan elektron tidak berpasangan, serta asam dehidroaskorbat dapat tereduksi kembali menjadi asam askorbat dengan bantuan enzim 4- hidroksifenilpiruvat dioksigenase. Tetapi, di dalam tubuh manusia, reduksinya hanya terjadi secara parsial, sehingga asam askorbat yang terlah
60 | Program Studi Teknologi Laboratorium Medik Fakultas Farmasi Institut Kesehatan Medistra Lubuk Pakam
teroksidasi tidak seluruhnya kembali. Vitamin C dapat dioksidasi oleh senyawa-senyawa lain yang berpotensi pada penyakit. Jenis-jenis senyawa yang menerima elektron dan direduksi oleh vitamin C, dapat dibagi dalam beberapa kelas, antara lain: senyawa dengan elektron (radikal) yang tidak berpasangan, contohnya radikal-radikal oksigen (superoksida, radikal hidroksil, radikal peroksil, radikal sulfur, dan radikal nitrogen-oksigen), senyawa-senyawa yang reaktif tetapi tidak radikal, misalnya asam hipoklorit, nitrosamin, asam nitrat, dan ozon, senyawa-senyawa yang dibentuk melalui reaksi senyawa pada kelas pertama atau kelas kedua dengan vitamin C dan reaksi transisi yang diperantarai logam (misalnya ferrum atau cuprum).
Vitamin C dapat menjadi antioksidan untuk lipid, protein, dan DNA, dengan cara : (1) Untuk lipid, misalnya Low-Density Lipoprotein (LDL), akan beraksi dengan oksigen sehingga menjadi lipid peroksida. Reaksi berikutnya akan menghasilkan lipid hidroperoksida, yang akan menghasilkan proses radikal bebas. Asam askorbat akan bereaksi dengan oksigen sehingga tidak terjadi interaksi antara lipid dan oksigen, dan akan mencegah terjadinya pembentukan lipid hidroperoksida. (2) Untuk protein, vitamin C mencegah reaksi oksigen dan asam amino pembentuk peptide, atau reaksi oksigen dan peptida pembentuk protein. (3) Untuk DNA, reaksi DNA dengan oksigen akan menyebabkan kerusakan pada DNA yang akhirnya menyebabkan mutasi.
Jika asam dehidroaskorbat tidak tereduksi kembali menjadi asam askorbat, maka asam dehidroaskorbat akan dihidrolisis menjadi asam 2,3- diketoglukonat. Senyawa tersebut terbentuk melalui rupture ireversibel dari cincin lakton yang merupakan bagian dari asam askorbat, radikal askorbil, dan asam dehidroaskorbat. Asam 2,3-diketoglukonat akan dimetabolisme menjadi xilosa, xilonat, liksonat, dan oksalat
b. Akibat Kekurangan Vitamin C
61 | Program Studi Teknologi Laboratorium Medik Fakultas Farmasi Institut Kesehatan Medistra Lubuk Pakam
Kekurangan vitamin ini menyebabkan luka sulit sembuh, melemahnya dan pecahnya pembuluh darah yang kecil dan semua jaringan kolagen pada tubuh (Youngson, 2005).
Defisiensi vitamin C mengakibatkan timbulnya penyakit yang disebut skorbut (scurvy), penuaan, serta penurunan daya tahan tubuh
Tanda-tanda awal antara lain lelah, lemah, napas pendek, persendian sakit serta kurang nafsu makan (Almatsier, 2009). Turunya daya tahan tubuh kontraksi otot melemah dan kelelahan. Dan ditandai dengan kemunduran penampilan fisik.
c. Kecukupan Vitamin C yang Dianjurkan
Angka kecukupan vitamin C yang dianjurkan untuk berbagai golongan umur dan jenis kelamin untuk Indonesia dapat dilihat pada tabel 2.
3. Vitamin E (Tokoferol)
Selain vitamin A, C dan vitamin E juga dikenal sebagai vitamin yang berfungsi sebagai antioksidan. Vitamin E mampu bereaksi dengan lipid peroksidase yang dibentuk dari asam lemak tak jenuh ganda yang bereaksi dengan radikal bebas. Hasil dari reaksi vitamin E dengan lipid peroksidase menghasilkan komponen tokoferoksil radikal yang tidak reaktif.
Vitamin E adalah substansi yang larut dalam lemak. Vitamin ini merupakan antioksidan utama dalam semua membran seluler, dan melindungi asam lemak tak jenuh terhadap peristiwa oksidasi.
Vitamin E adalah vitamin yang larut dalam lemak dan dapat melindungi jantung, anteri, dan komponen seluler untuk tetap melakukan oksidasi dan mencegah lisis sel darah merah. Jika terdapat ketidakseimbangan garam, sekresi pancreas, dan lemak, vitamin E diabsorbsi disaluran pencernaan
62 | Program Studi Teknologi Laboratorium Medik Fakultas Farmasi Institut Kesehatan Medistra Lubuk Pakam
dan disimpan di seluruh jaringan, terutama liver, otot, dan jaringan lemak. 75% dari jumlah vitamin E diekskresi di empedu dan sisanya melalui urin.
Vitamin E terdiri atas beberapa macam diantaranya adalah α-tokoferol, β-tokoferol, δ-tokoferol, dan γ-tokoferol. Komponen vitamin E yang paling banyak ditemukan adalah α-tokoferol yang memiliki cincin aromatik tersubtitusi dan rantai panjang isoprenoid sebagai rantai samping.
Peranan vitamin E dalam sel adalah dengan cara mengikat radikal bebas. Dalam jaringan, vitamin E menekan terjadinya asam lemak tidak jenuh yang terdapat pada membran, dengan demikian mampu menjaga atau mempertahankan fungsi membrane.
a. Fungsi Vitamin E Sebagai Antioksidan
Fungsi utama vitamin E adalah sebagai antioksidan yang larut dalam lemak dan mudah memberikan hydrogen dari gugus hidroksil (OH) pada struktur cincin ke radikal bebas. Radikal bebas adalah molekul-molekul reaktif dan dapat merusak, yang mempunyai elektron tidak berpasangan. Bila menerima hydrogen, radikal bebas menjadi tidak reaktif. Pembentukan oksigen secara bertahap direduksi menjadi air. Radikal bebas yang dapat merusak itu juga diperoleh tubuh dari benda-benda polusi, ozon, dan asap rokok.
Sekarang ini telah semakin jelas bahwa vitamin E terlibat dalam banyak proses tubuh dan beroperasi sebagai antioksidan alami yang membantu melindungi struktur sel yang penting, terutama selaput sel, dari efek radikal bebas yang merusak.
Vitamin E merupakan antioksidan yang tergolong senyawa fenolik yang larut lemak serta terletak di membran eritosit dan plasma lipoprotein. Sebagai antioksidan dalam tubuh, vitamin E bertindak sebagai scavenger (penangkap) radikal-radikal bebas yang masuk ke dalam tubuh atau terbentuk di dalam tubuh dari proses metabolism normal. Vitamin E bertindak sebagai donor ion hidrogen dan dapat mengubah radikal peroksil (hasil peroksidasi lipid) menjadi radikal tokoferol yang kurang reaktif dan relatif stabil sehingga tidak mampu merusak rantai asam lemak.
63 | Program Studi Teknologi Laboratorium Medik Fakultas Farmasi Institut Kesehatan Medistra Lubuk Pakam
Vitamin E berada di dalam lapisan fosfolipid membran sel dan memegang peranan biologik utama dalam melindungi asam lemak tidak jenuh ganda dan komponen membran sel lain dari oksidasi radikal bebas.
Agar tidak terjadi kerusakan sel oleh radikal bebas maka untuk mencegah oksidasi/kerusakan oleh radikal bebas diperlukan sejumlah antioksidan yang larut dalam lemak dan larut dalam air. Vitamin E merupakan antioksidan yang larut dalam lemak. Antioksidan sendiri bekerja secara sinergi untuk memunahkan radikal bebas tersebut.
Peroksidase lipida dan vitamin E, membrane sel terutama terdiri atas asam lemak tidak jenuh ganda yang sangat mudah dioksidasi oleh radikal bebas. Proses peroksidasi lipida dapat menyebabkan kerusakan dan dapat dicegah bila semua radikal bebas dapat dipubahkan oleh antioksidan. Proses ini dimlai oleh radikal bebas OH+ yang mengikat satu hydrogen dari asam lemak tidak jenuh ganda/ALTJG:H, sehingga membentuk radikal ALTJG (ALTJG´). ALTJG´
bereaksi dengan oksigen dan membentuk radikal bebas peroksil (ALTJG:OO´), yang kemudian bereaksi dengan ALTJG:H lain hingga membentuk suatu hidroksiperoksida (ALTJG:OOH) dan suatu ALTJG´ lagi. Peranan biologik utama vitamin E aalah memutuskan rantai proses peroksidasi lipida dengan menyumbangkan suatu atom hydrogen dari gugus OH pada cincinnya ke radikal bebas, sehingga membentuk radikal vitamin E yang stabil dan tidak merusak .
Sistem pertahanan antioksidan, bila vitamin E tidak berhasil mencagah pembentukan ALTJG:OOH di dalam membran sel ada sistem pertahanan lain yang berperan. ALTJG:OH dapat dilepaskan dari fosfolipida oleh enzim fosfolipase A₂ dan dipunahkan di dalam sitoplasma sel oleh enzim glutation peroksidase yang mengandung selenium. Jadi aktivitas antioksidan vitamin E dan selenium melalui glutation peroksidase sangat erat berkaitan satu sama lain. Enzim antioksidan penting lain adalah superoksida dismutase, katalese dan glukosa-6-fosfat dehidrogenase, serta ikatan-ikatan karoteroid, asam urat dan asam askorbat
64 | Program Studi Teknologi Laboratorium Medik Fakultas Farmasi Institut Kesehatan Medistra Lubuk Pakam
(vitamin C) . Walaupun vitamin E sebagai antioksidan larut lemak utama di dalam membrane sel, konsentrasinya sangat kecil yaitu satu molekul per 2000-3000 molekul fosfolipida. Diduga terjadi regenerasi dengan bantuan vitamin C atau reduktase lain yang mereduksi radikal vitamin E kembali ke bentuk aslinya.
b. Akibat Kekurangan Vitamin E
Defisiensi vitamin E sangat langka. Pada situasi dimana ada gangguan penyerapan vitamin E ada kemungkinan terjadinya kekurangan produksi lipoprotein seperti abetolipoproteinemia. Defisiensi juga mungkin dapat terjadi bila tidak mengkonsumsi vitamin E dalam jangka lama, misalnya lebih dari satu tahun tidak mengkonsumsi vitamin E, yang akibatnya terjadi degenerasi membran sel antara lain mudah pecahnya membran sel darah merah .
c. Kecukupan Vitamin E yang Dianjurkan
Angka kecukupan vitamin E yang dianjurkan untuk berbagai golongan umur dan jenis kelamin dapat dilihat pada tabel 3.
4. Keterkaitan Antar Vitamin
Sistem pertahanan antioksidan, bila vitamin E tidak berhasil mencegah pembentukan ALTJG:OOH di dalam membran sel ada sistem pertahanan lain yang berperan. ALTJG:OH dapat dilepaskan dari fosfolipida oleh enzim fosfolipase A₂ dan dipunahkan di dalam sitoplasma sel oleh enzim glutation peroksidase yang mengandung selenium. Jadi aktivitas antioksidan vitamin E dan selenium melalui
65 | Program Studi Teknologi Laboratorium Medik Fakultas Farmasi Institut Kesehatan Medistra Lubuk Pakam
glutation peroksidase sangat erat berkaitan satu sama lain. Enzim antioksidan penting lain adalah superoksida dismutase, katalese dan glukosa-6-fosfat dehidrogenase, serta ikatan-ikatan karoteroid, dan asam askorbat (vitamin C). Walaupun vitamin E sebagai entioksidan larut lemak utama di dalam membrane sel, konsentrasinya sangat kecil yaitu satu molekul per 2000-3000 molekul fosfolipida.
Diduga terjadi regenerasi dengan bantuan vitamin C atau reduktase lain yang mereduksi radikal vitamin E kembali ke bentuk aslinya.
Dalam melaksanakan fungsinya sebagai antioksidan di dalam tubuh, vitamin E sendiri diubah menjadi radikal. Namun radikal ini segera beregenerasi menjadi vitamin aktif melalui proses biokimia yang melibatkan vitamin C dan glutation
Vitamin E melindungi asam lemak tak jenuh pada membran fosfolipid. Radikal peroksil bereaksi 1000 kali lebih cepat dengan vitamin E dari pada dengan asam lemak tak jenuh dan membentuk radikal tokoferoksil. Radikal ini selanjutnya berinteraksi dengan antioksidan yang lain seperti vitamin C yang akan membentuk kembali tokoferol .
66 | Program Studi Teknologi Laboratorium Medik Fakultas Farmasi Institut Kesehatan Medistra Lubuk Pakam
BAB VII
MEKANISME PENYERANGAN SENYAWA ORGANIK DI DALAM TUBUH OLEH SENYAWA