Hubungan Proses Penuaan, Stress Oktidatif, dan Peranan Anti Oksidan

Hubungan Proses Penuaan, Stress Oktidatif, dan Peranan Anti Oksidan

A. Proses Penuaan

Penuaan adalah akumulasi perubahan progresif seiring waktu yang berhubungan dengan peningkatan kerentanan terhadap penyakit dan kematian seiring pertambahan usia dan jumlah kerusakan akibat reaksi radikal bebas yang terus-menerus terhadap sel dan jaringan. Dengan kata lain, kerusakan struktur dan fungsi mencirikan penuaan. Kerusakan ini menyebabkan kondisi patologis dan dapatberakhir pada kematian.

Penuaan ditandai dengan hilangnya integritas fisiologis yang progresif, yang memicu gangguan fungsi dan meningkatkan risiko kematian. Kemunduran fungsi ini menjadi faktor risiko utama patologi pada manusia meliputi kanker, diabetes, kelainan kardiovaskuler, dan penyakit neurodegeneratif.

Interaksi antara radikal bebas, antioksidan, dan kofaktor penting dalam memelihara kesehatan, proses penuaan, dan penyakit yang berkaitan dengan usia. Radikal bebas menginduksi stres oksidatif yang akan diseimbangkan oleh sistem anti oksidan endogen tubuh melalui kofaktor ataupun oleh antioksidan eksogen dari asupan. Jika jumlah radikal bebas melampaui efek protektif antioksidan dan kofaktor, akan terjadi kerusakan oksidatif yang terakumulasi dan berpengaruh terhadap proses penuaan serta penyakit terkait usia seperti penyakit kardiovaskuler, kanker, kelainan neurodegeneratif, dan berbagaikondisi kronis lain.

Penuaan secara umum dapat didefinisikan sebagai kemunduran progresif efisiensi biokimia dan proses fisiologis setelah fase reproduksi kehidupan. Kontribusi radikal bebas terhadap proses penuaan terjadi sejak awal kehidupan yang makin meningkat seiring pertambahan usia. Pajanan pada tingkat sel ataupun jaringan tubuh sejak awal kehidupan ditambah dengan reaksi metabolik pada usia dewasa hingga lanjut usia berhubungan dengan terjadinya penyakit-penyakit terkait usia lanjut seperti penyakit kardiovaskuler, kanker, penyakit neurodegeneratif, atau diabetes.

Menjadi tua merupakan sesuatu yang natural / alamiah yang pasti terjadi pada setiap manusia. Semua orang akan menuju ke proses penuaan. Tidak seorangpun dapat menghentikan proses penuaan. Proses menua sudah mulai berlangsung sejak seseorang mencapai usia dewasa, yaitu setelah melalui periode puncak pada usia 40 tahun, misalnya dengan terjadinya kehilangan jaringan pada otot, susunan saraf, dan jaringan lain sehingga tubuh ”mati” sedikit demi sedikit. Tidak ada batas tegas, pada usia berapa penampilan seseorang mulai menurun. Tapi bukan berarti proses penuaan itu harus menurunkan kualitas kehidupan kita.

Menua adalah suatu proses menghilangnya secara perlahan-lahan kemampuan jaringan untuk memperbaiki / mengganti diri dan mempertahankan fungsi normalnya, sehingga tidak dapat bertahan terhadap infeksi dan memperbaiki kerusakan yang diderita. [ Constantinides, 1994, dalam Nugroho, W, 2000 ].

Proses menua merupakan proses yang terus menerus berlanjut secara alamiah. Dimulai sejak lahir dan umumnya dialami oleh semua makhluk hidup. Proses menua pada setiap individu pada organ tubuh juga tidak sama cepatnya. Menua bukanlah suatu penyakit tetapi merupakan proses berkurangnya daya tahan tubuh dalam menghadapi rangsangan dari dalam maupun luar tubuh.

B. Stress Oksidatif

Stres oksidatif adalah keadaan di mana jumlah radikal bebas di dalam tubuh melebihi kapasitas tubuh untuk menetralkannya. Akibatnya intensitas proses oksidasi sel-sel tubuh normal menjadi semakin tinggi dan menimbulkan kerusakan yang lebih banyak. Literatur medis membuktikan bahwa stres oksidatif adalah penyebab utama penuaan dini dan timbulnya penyakit kronis seperti kanker, penyakit jantung, alzheimer, dan lain-lain. Stres oksidatif dapat dicegah dan dikurangi dengan asupan antioksidan yang cukup dan optimal ke dalam tubuh.

Stres oksidatif merupakan suatu kondisi yang terjadi karena adanya ketidakseimbangan antara produksi radikal bebas dengan sistem pertahanan antioksidan di dalam tubuh (Puspitasari dkk, 2016). Stres oksidatif merupakan ketidakseimbangan antara radikal bebas (pro oksidan) dan antioksidan yang dipicu oleh dua kondisi umum yaitu kurangnya antioksidan dan kelebihan produksi radikal bebas (Rush et al., 2005). Radikal bebas merupakan dasar untuk banyak proses biokimia dan menunjukkan bagian penting dari metabolisme. Radikal bebas didefenisikan sebagai sebuah molekul atau bagian molekuler yang mengandung satu atau lebih elektron yang tidak berpasangan pada orbit atom atau molekular terjauh dan dapat tereksistensi sendiri (Halliwell and Gutteridge dalam Sen et al., 2010). Istilah stres oksidatif juga didefenisikan sebagai suatu keadaan dimana terjadi peningkatan level Reactive Oxygen Species (ROS). Dalam jumlah normal, ROS berperan pada berbagai proses fisiologis seperti sistem pertahanan, biosintesis hormon, fertilisasi, dan sinyal seluler. Akan tetapi, peningkatan produksi ROS yang dikenal dengan kondisi stres oksidatif memiliki implikasi pada berbagai macam penyakit seperti hipertensi, aterosklerosis, diabetes, gagal jantung, stroke, dan penyakit kronis lainnya.

Salah satu hipotesis konsep penuaan yang diterima sampai saat ini adalah teori stres oksidatif. Teori ini pertama kali dikemukakan oleh Denham Harman sebagai teori penuaan radikal bebas dan melaporkan bahwa oksigen radikal bebas terbentuk secara endogen sebagai produk sampingan proses metabolisme yang menggunakan oksigen. Teori ini kemudian dimodifikasi dengan melaporkan peran mitokondria dalam proses penuaan karena organela ini merupakan sumber utama produksi reactive oxygen species (ROS).

Radikal bebas bertanggung jawab terhadap kerusakan tingkat sel dan jaringan terkait usia. Pada kondisi normal, terjadi keseimbangan antara oksidan, antioksidan, dan biomolekul. Radikal bebas yang berlebih menyebabkan antioksidan seluler natural kewalahan, memicu oksidasi, dan berkontribusi terhadap kerusakan fungsional seluler. Radikal bebas merupakan penyebab utama terkait proses penuaan, dianggap sebagai satu-satunya proses utama, dimodifikasi oleh genetik dan faktor lingkungan; oksigen radikal bebas bertanggungjawab (karena reaktivitasnya tinggi) terhadap kerusakan tingkat sel dan jaringan terkait usia. Akumulasi radikal oksigen pada sel dan modifikasi oksidatif molekul biologi (lipid, protein, dan asam nukleat)berperan pada penuaan dan kematian sel.

Pada kondisi normal, reactive oxygen species (ROS) berperan sebagai “redox messenger” dalam pengaturan jaras interseluler. Stres oksidatif terjadi jika produksi ROS alamiah tidak dapat diseimbangkan oleh kapasitas antioksidan jaringan. ROS berlebihan dapat menginduksi kerusakan komponen seluler secara ireversibel dan menyebabkan kematian sel melalui jalur apoptosis intrinsik melalui mitokondria, sehingga memicu kerusakan DNA mitokondria, disfungsi, dan peningkatan apoptosis sel. Peningkatan apoptosis berhubungan dengan perombakan sel dan pemendekan telomer - ujung DNA yang membatasi jumlah mitosis sel. Peningkatan jumlah telomer yang hilang akibat ketidakseimbangan produksi ROS menjadi salah satu faktor dalam proses penuaan.

Akumulasi mutasi DNA mitokondria, gangguan fosforilasi oksidatif, dan ketidakseimbangan ekspresi enzim antioksidan berakhir pada produksi ROS yang berlebihan. Defek rantai respirasi mitokondria dapat menyebabkan produksi ROS yang berlebihan, yang dapat meningkatkan kerusakan oksidatif bukan saja di mitokondria tetapi juga pada kompartemen seluler lainnya.

DNA mitokondria merupakan target kunci dari radikal bebas. Identifikasi reaksi radikal bebas sebagai promotor proses penuaan menyiratkan bahwa intervensi yang bertujuan untuk membatasi atau menghambat reaksi radikal bebas diharapkan turut menurunkan tingkat penuaan dan patogenesis penyakit. Penurunan stres oksidatif dapat dicapai melalui 3 tahap, yaitu dengan menurunkan pajanan ke polutan lingkungan yang mengandung oksidan, meningkatkan jumlah antioksidan endogen dan eksogen, dan menurunkan stres oksidatif dengan menstabilkan produksi dan efisiensi energi mitokondria. Stres oksidatif endogen dapat dipengaruhi dengan dua cara, yaitu dengan mencegah formasi ROS atau menghilangkan efek ROS dengan antioksidan.

C. Peranan Antioksidan

Antioksidan merupakan molekul yang mampu memperlambat atau mencegah proses oksidasi molekul lain. Oksidasi adalah reaksi kimia yang dapat menghasilkan radikal bebas, sehingga memicu reaksi berantai yang dapat merusak sel. Antioksidan seperti tiol atau asam askorbat (vitamin C) mengakhiri reaksi berantai ini.

Antioksidan dapat diartikan sebagai molekul yang mampu menstabilkan atau menonaktifkan radikal bebas sebelum menyerang sel. Antioksidan dapat menghambat atau menunda oksidasi sebuah substrat.

Antioksidan endogen dapat dibedakan menjadi antioksidan endogen non-enzimatik (contoh: asam urat, glutathione, bilirubin, tiol, albumin, dan faktor nutrisi termasuk di antaranya vitamin dan fenol), dan antioksidan endogen enzimatik (contoh: superoxide dismutase, glutathione peroxidase, dan catalase). Pada orang normal, antioksidan endogen akan menyeimbangkan produksi ROS. Sumber terbanyak antioksidan berasal dari nutrisi terutama golongan fenol.

Beberapa mekanisme kerja antioksidan nutrisional antara lain:

1. Menetralisir radikal bebas

2. Mengurangi konsentrasi peroksida dan memperbaiki oksidasi membran

3. Mendorong besi untuk menurunkan produksi ROS

4. Menetralisir ROS melalui metabolisme lipid, asam lemak bebas rantai pendek, dan kolesterol ester

Manusia memiliki sistem antioksidan kompleks baik enzimatik maupun non-enzimatik yang bekerja sinergis untuk melindungi sel dan sistem organ dari kerusakan akibat radikal bebas. Antioksidan endogen berperan penting menjaga fungsi seluler yang optimal dan kesehatan sistemik secara umum. Pada kondisi tertentu yang dipicu oleh stres oksidatif, antioksidan endogen menjadi insufisiensi dan memerlukan antioksidan eksogen untuk mempertahankan fungsi seluler yang optimal. Antioksidan enzimatik antara lain: glutathione peroxidase, catalase, dan superoxide dismutase. Antioksidan nonenzimatik antara lain vitamin E, vitamin C, antioksidan tiol (glutathione, thioredoxin, dan asam lipoik), melatonin, karotenoid, flavonoid alami, dan lain sebagainya.

Pada kondisi tertentu yang dipicu oleh stres oksidatif, antioksidan endogen menjadi insufisiensi dan memerlukan antioksidan eksogen untuk mempertahankan fungsi seluler yang optimal. Antioksidan enzimatik antara lain: glutathione peroxidase, catalase, dan superoxide dismutase. Antioksidan nonenzimatik antara lain vitamin E, vitamin C, antioksidan tiol (glutathione, thioredoxin, dan asam lipoik), melatonin, karotenoid, flavonoid alami, dan lain sebagainya.

Dasar ide FRTA (free radical theory of aging) adalah bahwa radikal bebas dan ROS lainnya terbentuk tanpa bisa dihentikan karena metabolisme, dan muncul karena aksi beberapa faktor eksogen, biomolekul yang rusak dan akumulasi kerusakan ini adalah penyebab penuaan dan penyakit yang berhubungan dengan usia. Jika FRTA benar maka antioksidan dapat memperlambat penuaan dan memperpanjang masa kehidupan.

Perubahan gaya hidup dan kebiasaan makan, seperti pembatasan kalori dan olahraga, terbukti lebih baik memelihara kesehatan tubuh dibandingkan manipulasi genetik pada percobaan hewan. Suplemen vitamin antioksidan, khususnya vitamin C dan E, dan beberapa komponen sintetik dapat memperpanjang masa hidup pada model hewan. Vitamin C (asam askorbat) adalah antioksidan hidrofilik utama dan inhibitor peroksidasi lemak. Pada membran, molekul ini secara cepat menurunkan radikal α-tocopheroxyl dan LDL untuk regenerasi α-tocopherol dan menghambat propagasi radikal bebas. Vitamin E (α-tocopherol) merupakan antioksidan hidrofobik utama pada membran sel dan lipoprotein sirkulasi. Fungsi antioksidannya sangat kuat dibantu oleh regenerasi yang dipromosikan oleh vitamin C. Vitamin E dapat mencegah aterosklerosis melalui inhibisi modifikasi oksidatif. Coenzim Q (ubiquinol, CoQ) dan asam lipoik dalam bentuk tereduksi dan melatonin merupakan antioksidan yang efisien. Resveratrol (RSV) dan curcumin juga mempunyai efek anti-penuaan.

Radikal bebas terbukti memiliki peran besar dalam proses penuaan. Antioksidan dapat berperan untuk menurunkan laju perubahan akibat penuaan. Antioksidan merupakan molekul yang mampu menstabilkan atau menonaktifkan radikal bebas sebelum menyerang sel, juga dapat menghambat ataupun menunda oksidasi. Antioksidan memiliki fungsi preventif dan proteksi terhadap penyakit terkait usia.

DAFTAR PUSTAKA