Enzim Dan Non-Enzim Antioksidan

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Enzim-enzim antioksidan

Citation preview

  • 5/19/2018 Enzim Dan Non-Enzim Antioksidan

    1/18

    Bab 05.

    BIOMARKERENZIM DAN NON-ENZIM ANTIOKSIDAN

    Prof. dr. Soedjajadi Keman, MS., Ph.D.Dept. Kesehatan Lingkungan FKM Unair

  • 5/19/2018 Enzim Dan Non-Enzim Antioksidan

    2/18

    Referensi

    Hulka BS, Wilcosky TC, and Griffith JD (1990) Biological Markersin Epidemiology. Oxford: Oxford University Press.

    Keman S (1997) Biomarkers of Chronoc Non-Specific Airway

    Diseases. Masstricht: Unigraphic Maastricht University.

    Keman S (2013) Penelitian Epidemiologi Lingkungan dalamPerspektif Kesehatan Masyarakat. Surabaya: AirlanggaUniversity Press.

    Schins RPF (1996) Biomarkers in Ex Coal Miners Exposed toChronic Mineral Dusts. Maastricht: Datawyse Press.

  • 5/19/2018 Enzim Dan Non-Enzim Antioksidan

    3/18

    PENDAHULUANLatar Belakang Biologis

    Partikel Debu

    Properti partikel debuFaktor inang (host)

    ProduksiROS Pelepasan Sitokin

    OxidativeDamage

    DisposisiKolagen

    Makula DebuPenurunan Faal ParuKeluhan Pernafasan

    Emfisema, BronkhitisFibrisis Masif

    Kanker ??

  • 5/19/2018 Enzim Dan Non-Enzim Antioksidan

    4/18

    Reactive Oxygen Species (ROS)

    o ROS diimplikasikan scr luas pada berbagai macam penyakit;

    o Efek seluler yang paling penting adalah kerusakan oksidatifDNA (DNA oxydative damage), peroksidasi lemak (lipidperoxidation), dan oksidasi protein (protein peroxidation);

    o ROS meliputi Anion Superoksida (O2+), Radikal Hidroksil (OH-),dan beberapa derivat oksigen reaktif yang tidak memilikielektron yang tidak berpasangan, seperti Hidrogen Peroksida(H2O2), Oksigen Tunggal (O-), dan Asam Hipokhlorit (HOCl);

    o Sebagai tambahan, karbon terpusat radikal (carbon-centeredradical) misal CCl3; radikal nitrogen (NO, NO2); dan sulfurcentered radicals (RS) yang dipercayai terlibat dalamterjadinya berbagai penyakit pada manusia.

  • 5/19/2018 Enzim Dan Non-Enzim Antioksidan

    5/18

    Senyawaan Eksogen Penginduksi ROS

    Senyawaan eksogen yang dikenalmenyebabkan induksi ROS dalam tubuhadalah Ozon (O3), Nitrigen Oksida (NOx),

    Bleomycin, Paraquat, Radiasi dan lainnya.

  • 5/19/2018 Enzim Dan Non-Enzim Antioksidan

    6/18

    Sumber Selular ROS

    Sumber Selular ROS terdiri dari berbagai enzim yang larutmaupun yang berikatan dengan membran sel, termasukSitokrom P450 dan b5; sistem transport elektron mitochondria,dan jalur siklo-oksigenase;

    Aktivasi sel fagosit akan menghasilkan Anion Superoksida (O2-),dimana di jaringan paru makrofag dan neutrofil terlibat dalamproses pembakaran ini, yang memanfaatkan ikatan membran plasma NADPH Oksidase;

    Saat aktivasi enzim ini oleh stimuli partikulat debu melaluifagositosis atau oleh stimuli larutan ester forbol, atau elektronulang alik dari sitosolik NADPH ke oksigen untuk menghasilkanmolekul Anion Superoksida (O2+).

  • 5/19/2018 Enzim Dan Non-Enzim Antioksidan

    7/18

    Neutrofil berisi sejumlah besar Myeloperoksidase yang merubahH2O2 menjadi Asam hipoklorit (HOCl) yang sangat reaktif siapdirubah menjadi klorin atau dapat bereaksi dengan amin primeratau sekunder membentuk kloramine;

    Sel fagosit juga menghasilkan radikal nitrogen oksida (NO-),dibentuk selama oksidasi asam amino L-arginin, dimana NO- bisabereaksi dengan oksigen membentuk NO2 radikal, atau dgnSuperoksida anion (O2-) menjadi Peroksi nitrat (ONOO-) yangsecara langsung meracuni sel, atau sebaliknya membentuk OH-dan senyawa radikal terkait lainnya;

    Xantin oksidase yg diketemukan di peroksisom menghasilkan O2-dan H2O2 selama konversi xantin atau hipoxantin menjadi asamurat.

  • 5/19/2018 Enzim Dan Non-Enzim Antioksidan

    8/18

    Anion superoksidase (O2-) diproduksi secara enzimatik olehenzim Superoksida dismutase atau terbentuk secara spontan;

    H2O2 membentuk oksigen tunggal (O-) yang sangat reaktifdan terlibat dalam pembentukan gugus hidroksil radikal (OH-)

    yang amat sangat reaktif radikal oksigen yang pernal dikenal;reaksi redoks ini terjadi karena terdapatnya ion logam transisiseperti garam besi dan tembaga (copper);

    Reaksi katalisasi besi ini dikenal sebagai reaksi Habber-Weiss.

    O2- + Fe3+ Fe2+ + O2Fe2+ + H2O2 Fe3+ + OH- + OH .

    O2- + H2O2 O2 + OH- + OH-

  • 5/19/2018 Enzim Dan Non-Enzim Antioksidan

    9/18

    Mamalia, termasuk manusia, memproses mekanismeantioksidan enzimatik maupun non-enzimatik untukmenanggulangi efek toksik dari reactive oxygen species(ROS);

    Antioksidan enzimatik adalah superoksida dismutase (SOD),katalase, dan glutation peroksidase (GPx);

    Antioksidan non-enzimatik meliputi vitamin A prekursor betacaroten, glutation, asam askorbat (vitamin C), asam urat,

    alfa-tokoferol (vitamin E), transferrin, laktoferrin, albumin,dan taurine

  • 5/19/2018 Enzim Dan Non-Enzim Antioksidan

    10/18

    Tabel Reactive Oxygen Species (ROS) dan Antioksidan

    Reactive Oksidant Species Antioksidan Penting Keterangan

    Anion Superoksida (O2-) Superoksida dismutase (SOD)Glutathion (GSH)Vitamin A, C, E.

    Formasi dari H2O2.Formasi dari GS dan H2O2

    Radikal Hidroksil (OH-) Vitamin C Formasi dari vitamin C

    Hidrogen Peroksida (H2O2) Katalase

    Se dependent gluthationperoksidase (Gpx)

    Formasi dari H2O2

    1O Tunggal (Singlet Oxygen) Vitamin A, E, Asam urat Formasi dari H2O2

    LOOH (Lipidhydroperoxidase) GpxGluthation S-transferase

    Quenching (memadamkan)

    HOCl (Asam hipoklorit) Taurine Terminasi dari peroksidasi

    Lipid

    Sumber : Schins RPF (1996) Biomarkers in Ex Coal Miners Exposed to Chronic Mineral Dusts.Maastricht: Datawyse Press.

  • 5/19/2018 Enzim Dan Non-Enzim Antioksidan

    11/18

    Antioksidan Enzimatik

    Sel eukariotik mengandung 2 bentuk superoksida dismutase(SOD), yaitu CuZnSOD dan MnSOD;

    Enzim yang mengandung copper-zinc (CuZnSOD) diketemukandalam sitoplasma, di peroksisom, dan juga di ekstra seluler;

    sedangkan Mangan SOD (MnSOD) terdapat di mitkondria seleukariotik;

    Enzim SOD merubah radikal O2- menjadi hidrogen peroksida,selanjutnya katalase enzim terlibat dalam reduksi hidrogen

    peroksida menjadi air;

    Katalase intraseluler berlokasi di peroksisom, sedangkankatalase ekstraseluler diketemukan di plasma darah dan cairanpelapis epithel.

  • 5/19/2018 Enzim Dan Non-Enzim Antioksidan

    12/18

    Terdapat 2 kelas enzim Gpx;

    Selenium dependent Gpx dikenal mereduksi hidrogenperoksida menjadi air, sewaktu mereduksi GSH menjaditeroksidasi;

    Gluthation teroksidasi (GSSG) sebaliknya mereduksi menjadiGSH dalam reaksi dependen NADPH yg dikatalisasi oleh enzimGluthation reduktase (GR);

    NADPH disediakan oleh jalur heksos monofosfat;

    Reaksi siklus redoks gluthation ini terjadi di sitosol;

    Antioksidan Gpx dan GST

  • 5/19/2018 Enzim Dan Non-Enzim Antioksidan

    13/18

    Selenium independent glutathion peroksidase yang dikenaldengan nama Gluthation S transferase (GST) tidak mampumengurangi hidrogen peroksidase menjadi air;

    Gpx dan GST mengurangi lipid hidroperoksida ke dalam lipid

    alkohol, dimana reaksi ini melibatkan 0ksidasi GSH jadi GSSG.

    Sebagai tambahan, peran pembersihan tsb dalam peroksidasilipid, GST memainkan peran detoksifikasi senyawa elektrofilikdalam reaksi konjugasi GSH.

    GST diketemukan dalam sitosol dan mikrosom, yang padamanusia GST dalam sitosol dapat dibagi menjadi kelas A, M, P,dan T.

  • 5/19/2018 Enzim Dan Non-Enzim Antioksidan

    14/18

    Antioksidan Non-Enzimatik

    Dalam siklus redoks glutathion, glutahion itu sendiri bisabertindak sebagai antioksidan langsung;

    Pembersihan Anion superoksida oleh gluthation pembentukanthiyl radikal berpusat sulfur (GS*) dan hidrogen peroksida;

    Gluthation dikenal sebagai pembersih hidrogen peroksida danperoksida2 lainnya;

    Gluthation diketemukan intra seluler maupun ekstra seluler

    dalam plasma darah, maupun di cairan penutup epitel;

    Karena jumlahnya banyak sekali dalam banyak sistem biologis,maka gluthation dipercaya sebagai detoksifikan utama darixenobiotik.

  • 5/19/2018 Enzim Dan Non-Enzim Antioksidan

    15/18

    Enzim Gluthation S-transferase (GST) dalam konjugasigluthation, dan mengurangi aktivitas atau ketersediaan Gpxatau GST mungkin punya konsekuensi aksi detoksifikasi GSH;

    Bersama gluthation, asam askorbat (vitamin C) adalah

    antioksidan yang larut dalam air paling penting, diketemukanbaik intra maupun ektra seluler;

    Vitamin C dapat membersihkan O2- maupun OH- yangmenghasilkan radikal bebas vitamin C yang berikutnya akan

    dibersihkan oleh gluthation;

    Sebaliknya vitamin C punya aksi pro-oksidan karena punyakemampuan merubah Fe3+ menjadi Fe2+ menyebabkanreaksi2 tipe Fenton.

    Antioksidan Vitamin C

  • 5/19/2018 Enzim Dan Non-Enzim Antioksidan

    16/18

    Vitamin E (alpha tocoferol) adalah antioksidan larut lemakyang paling penting, dan memperkecil cidera membran selpada jaringan manusia;

    Vitamin E bertindak sebagai terminator reaksi rantai dalamperoksidasi lipid, selama itu dia menjadi diirinya sendiri saturadikal, yang cukup stabil dibandingkan lipid radikal;

    Selanjutnya vitamin E bertindak sebagai antioksidan bagi

    radikal superoksida (O2+), dikenal memadamkan (quenche)dan bereaksi dengan oksigen singlet (tunggal).

    Antioksidan Vitamin E

  • 5/19/2018 Enzim Dan Non-Enzim Antioksidan

    17/18

    Pemadam oksigen singlet lainnya adalah vitamin A larut lemakdan asam urat yang dibentuk oleh katabolisme purin;

    Vitamin A juga dapat membersihkan O2+ dan radikal peroksil;

    Asam urat bertindak sebagai pembersih OH- dan radikalperoksil, mencegah oksidasi vitamin C, dan berikatan denganlogam transisi;

    Antioksidan lainnya meliputi khelator Besi dan Copper sebagaitransferin, ceruloplasmin, dan albumin; dan asam amino taurinyang mendetoksifikasi HOCl.

    Antioksidan Vitamin A, Asam Urat, dll ....

  • 5/19/2018 Enzim Dan Non-Enzim Antioksidan

    18/18

    Sekian,

    Terima Kasih