BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Penuaan 2.1.1 Teori proses penuaan (Aging) Ilmu kedokteran semakin hari semakin berkembang begitu cepatnya, sehingga memunculkan ilmu baru dalam hal ini ialah Anti-Aging Medicine (AAM) dengan membawa konsep baru dalam dunia kedokteran yaitu bahwa “Penuaan diperlakukan sebagai penyakit sehingga dapat dicegah atau diobati bahkan dikembalikan ke keadaan semula “sehingga usia harapan hidup dapat menjadi lebih panjang dengan kualitas hidup yang baik (Goldman dan berfungsi seperti pada usia yang lebih muda; maka penampilan dan kualitas Klatz, 2003; Pangkahila, 2007). Fungsi berbagai organ tubuh dapat dipertahankan agar tetap optimal dengan mencegah proses penuaan , sehingga organ tubuh dapat hidupnya lebih muda dibandingkan dengan usia sebenarnya (Pangkahila, 2007). Aging atau penuaan secara praktis dapat dilihat sebagai suatu penurunan fungsi biologik dari usia kronologik. Aging tidak dapat dihindarkan dan berjalan dengan kecepatan berbeda, tergantung dari susunan genetik seseorang, lingkungan dan gaya hidup, sehingga aging dapat terjadi lebih dini atau lebih lambat tergantung kesehatan masing-masing individu (Pangkahila, 2007). Definisi aging menurut A4M (American Academy of Anti Aging Medicine) adalah kelemahan dan kegagalan fisik dan mental yang berhubungan dengan aging yang normal disebabkan karena disfungsi fisiologik (Goldman dan Klatz, 2003). 7
39
Embed
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Penuaan 2.1.1 Teori proses ...
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Penuaan
2.1.1 Teori proses penuaan (Aging)
Ilmu kedokteran semakin hari semakin berkembang begitu cepatnya,
sehingga memunculkan ilmu baru dalam hal ini ialah Anti-Aging Medicine (AAM)
dengan membawa konsep baru dalam dunia kedokteran yaitu bahwa “Penuaan
diperlakukan sebagai penyakit sehingga dapat dicegah atau diobati bahkan
dikembalikan ke keadaan semula “sehingga usia harapan hidup dapat menjadi
lebih panjang dengan kualitas hidup yang baik (Goldman dan berfungsi seperti
pada usia yang lebih muda; maka penampilan dan kualitas Klatz, 2003;
Pangkahila, 2007). Fungsi berbagai organ tubuh dapat dipertahankan agar tetap
optimal dengan mencegah proses penuaan , sehingga organ tubuh dapat hidupnya
lebih muda dibandingkan dengan usia sebenarnya (Pangkahila, 2007).
Aging atau penuaan secara praktis dapat dilihat sebagai suatu penurunan
fungsi biologik dari usia kronologik. Aging tidak dapat dihindarkan dan berjalan
dengan kecepatan berbeda, tergantung dari susunan genetik seseorang, lingkungan
dan gaya hidup, sehingga aging dapat terjadi lebih dini atau lebih lambat
tergantung kesehatan masing-masing individu (Pangkahila, 2007).
Definisi aging menurut A4M (American Academy of Anti Aging Medicine)
adalah kelemahan dan kegagalan fisik dan mental yang berhubungan dengan
aging yang normal disebabkan karena disfungsi fisiologik (Goldman dan Klatz,
2003).
7
8
Banyak teori yang menjelaskan mengapa manusia mengalami proses penuaan
tetapi pada dasarnya semua teori itu dapat dibagi menjadi dua kelompok, yaitu
teori wear dan tear dan teori program. Teori wear dan tear meliputi kerusakan
DNA, glycosilation (glikosilasi), proses imun, dan neuroendocrine theory
(Pangkahila, 2007).
Menurut Goldman dan Klatz (2003) ada 4 teori pokok dari aging, yaitu:
1. Teori “wear dan tear”
Tubuh dan selnya mengalami kerusakan karena sering digunakan dan
disalahgunakan (overuse dan abuse). Organ tubuh seperti hati, lambung, ginjal,
kulit, dan yang lainnya, menurun karena toksin di dalam makanan dan
lingkungan, konsumsi berlebihan lemak, gula, kafein, alkohol, dan nikotin, karena
sinar ultraviolet, dan karena stres fisik dan emosional. Tetapi kerusakan ini tidak
terbatas pada organ melainkan juga terjadi di tingkat sel.
2. Teori Neuroendokrin
Teori ini berdasarkan peranan berbagai hormon bagi fungsi organ tubuh.
Hormon dikeluarkan oleh beberapa organ yang dikendalikan oleh hipotalamus,
yaitu sebuah kelenjar yang terletak di otak. Hipotalamus membentuk poros
dengan hipofise dan organ tertentu yang kemudian mengeluarkan hormonnya.
Usia yang makin bertambah mengakibatkan tubuh memproduksi hormon dalam
jumlah makin sedikit , akhirnya mengganggu berbagai sistem tubuh.
3. Teori Kontrol Genetik
Teori ini fokus pada genetik memprogram sandi sepanjang DNA, dimana kita
dilahirkan dengan kode genetik yang unik, yang memungkinkan fungsi fisik dan
9
mental tertentu. Penurunan genetik tersebut menentukan seberapa cepat kita
menjadi tua dan berapa lama kita hidup.
4. Teori Radikal Bebas
Teori ini menjelaskan bahwa suatu organisme menjadi tua karena terjadi
akumulasi kerusakan oleh radikal bebas dalam sel sepanjang waktu. Radikal bebas
sendiri merupakan suatu molekul yang memiliki elektron yang tidak berpasangan.
Radikal bebas memiliki sifat reaktifitas tinggi, karena kecenderungan menarik
elektron dan dapat mengubah suatu molekul menjadi suatu radikal bebas baru oleh
karena hilangnya atau bertambahnya satu elektron pada molekul lain. Radikal
bebas baru tersebut akan merusak molekul lain sehingga menimbulkan akumulasi
kerusakan molekul dan berakibat terjadinya kerusakan sel, bahkan kematian sel.
Molekul utama di dalam tubuh yang dirusak oleh radikal bebas adalah DNA,
lemak, dan protein. Semakin bertambahnya usia akan menyebabkan akumulasi
kerusakan sel akibat radikal bebas sehingga akan mengganggu metabolisme sel,
juga merangsang mutasi sel, yang akhirnya membawa pada kanker dan kematian.
Selain itu radikal bebas juga merusak kolagen dan elastin, suatu protein yang
menjaga kulit tetap lembab, halus, fleksibel, dan elastis. Jaringan tersebut akan
menjadi rusak akibat paparan radikal bebas, terutama pada daerah wajah, dimana
mengakibatkan lekukan kulit dan kerutan yang dalam akibat paparan yang lama
oleh radikal bebas (Goldman dan Klatz, 2003).
2.1.2 Tanda-tanda penuaan
Proses penuaan dimulai dengan menurunnya bahkan terhentinya fungsi
berbagai organ tubuh. Akibat penurunan fungsi itu, muncul berbagai tanda dan
10
gejala proses penuaan, yang pada dasarnya dibagi dua bagian, yaitu:
1. Tanda fisik, seperti massa otot berkurang, lemak meningkat, kulit berkerut,
daya ingat berkurang, fungsi seksual terganggu, kemampuan kerja menurun
dan sakit tulang.
2. Tanda psikis antara lain menurunnya gairah hidup, sulit tidur, mudah cemas,
mudah tersinggung, dan merasa tidak berarti lagi.
Akan tetapi proses penuaan tidak terjadi begitu saja dengan langsung
menampakkan perubahan fisik dan psikis seperti di atas.
Menurut Pangkahila (2007), proses penuaan berlangsung melalui tiga tahap
sebagai berikut:
1) Tahap subklinik (usia 25-35 tahun):
Pada tahap ini, sebagian besar hormon di dalam tubuh mulai menurun, yaitu
hormon testosteron, growth hormone, dan hormon estrogen. Pembentukan radikal
bebas yang dapat merusak sel dan DNA mulai mempengaruhi tubuh. Kerusakan
ini biasanya tidak tampak dari luar. Pada tahap ini orang merasa dan tampak
normal, tidak mengalami gejala dan tanda penuaan. Umumnya rentang usia ini
dianggap usia muda dan normal, walaupun pada tahap ini banyak perempuan usia
muda pengguna kontrasepsi mengalami sex disorder.
2) Tahap transisi (usia 35-45 tahun):
Selama tahap ini kadar hormon menurun sampai 25 persen. Massa otot
berkurang sebanyak satu kilogram setiap beberapa tahun. Akibatnya, tenaga dan
kekuatan terasa hilang, sedang komposisi lemak tubuh bertambah. Keadaan ini
menyebabkan resistensi insulin, meningkatnya risiko penyakit jantung pembuluh
11
darah dan obesitas. Pada tahap ini gejala mulai muncul, yaitu penglihatan dan
pendengaran menurun, rambut putih mulai tumbuh, elastisitas dan pigmentasi
kulit menurun, dorongan dan bangkitan seksual menurun. Pada tahap ini orang
merasa tidak muda lagi dan tampak lebih tua. Kerusakan ekspresi genetik oleh
radikal bebas mulai tampak dan dapat mengakibatkan penyakit, seperti kanker,
arthritis (radang sendi), berkurangnya memori, penyakit jantung koroner, dan
diabetes.
3) Tahap Klinik (usia 45 tahun ke atas):
Pada tahap ini penurunan kadar hormon terus berlanjut, yang meliputi DHEA
(dehydroepidanrosterone), melatonin, growth hormone, testosteron, estrogen, dan
juga hormon tiroid. Densitas tulang dan massa otot mulai menurun, tetapi lemak
tubuh dan berat badan meningkat. Penyakit kronis menjadi lebih nyata, sistem
organ tubuh mulai mengalami kegagalan. Disfungsi seksual merupakan keluhan
yang penting dan mengganggu keharmonisan banyak pasangan.
Melihat ketiga tahap ini, ternyata proses penuaan tidak selalu harus
dinyatakan dengan gejala atau keluhan. Hal ini menunjukkan bahwa orang yang
tidak mengalami gejala atau keluhan bukan berarti tidak mengalami proses
penuaan. Sebagai pegangan untuk mengatasi proses penuaan, kita jangan
menunggu sampai muncul gejala atau keluhan yang nyata (Pangkahila, 2007).
2.2 Radikal Bebas
2.2.1 Definisi radikal bebas
Secara biokimia, proses pelepasan elektron dari suatu senyawa disebut
oksidasi. Sementara proses penangkapan elektron disebut reduksi. Senyawa yang
12
dapat menerima atau menarik elektron disebut oksidan. Oksidan dapat
mengganggu integritas sel karena dapat bereaksi dengan komponen-komponen sel
yang penting untuk mempertahankan kehidupan sel, maupun komponen struktural
Sering kali pengertian oksidan dan radikal bebas dianggap sama karena
keduanya memiliki kemiripan sifat. Kedua jenis senyawa ini memiliki aktivitas
yang sama dan memberikan akibat yang hampir sama tetapi dengan proses yang
berbeda (Winarsi, 2007). Walaupun ada kemiripan dalam sifatnya namun dari
sudut kimia keduanya harus dibedakan. Oksidan dalam pengertian ilmu kimia
adalah senyawa penerima elektron (electron acceptor), yaitu senyawa yang dapat
menarik elektron. Sebaliknya radikal bebas adalah atom molekul (kumpulan
atom) yang memiliki elektron yang tidak berpasangan atau unpaired electron.
Sifat radikal bebas yang mirip dengan oksidan adalah kecenderungannya untuk
menarik elektron. Itulah sebabnya, radikal bebas digolongkan dalam oksidan.
Namun tidak setiap oksidan adalah radikal bebas (Suryohudoyo, 2000)
Oksidan yang dapat merusak sel berasal dari berbagai sumber yaitu :
1. Yang berasal dari tubuh sendiri, yaitu senyawa yang berasal dari proses
fisiologis, namun oleh karena suatu sebab terdapat dalam jumlah banyak
2. Yang berasal dari proses peradangan.
3. Yang berasal dari luar tubuh seperti polutan, obat-obatan
Yang dimaksud dengan radikal bebas adalah suatu senyawa atau molekul
yang mengandung satu atau lebih elektron yang tidak berpasangan pada orbital
luarnya. Radikal bebas lebih berbahaya dibandingkan dengan senyawa oksidan
non radikal.
13
2.2.2 Sifat-sifat radikal bebas
Radikal bebas memiliki dua sifat, yaitu :
1. Reaktivitas tinggi, karena kecenderungannya menarik elektron.
2. Mengubah suatu melokul menjadi suatu radikal bebas baru.
Berkaitan dengan tingginya reaktivitas senyawa radikal bebas
mengakibatkan molekul lain diubah menjadi senyawa radikal bebas baru. Radikal
bebas baru tersebut bila bertemu molekul lain akan membentuk radikal bebas baru
lagi yang berkurang reaktivitasnya. Hal tersebut terjadi berulangkali sehingga
Gambar 2.1 Sumber Reactive Oxygen Species (ROS) dan Efek yang
Ditimbulkan bagi Tubuh (Li, 2013) ROS dikeluarkan sebagai hasil dari metabolism aerobic dalam mitochondria dan aktivasi dari
xanthin oxidase, jenis sel dalam sistim kekebalan tubuh dapat menyebabkan produksi ROS. Levels
ROS yang cukup diperlukan untuk mempertahankan kapasitas buffering allostatic redox (ABC),
yang akan meningkatkan kebugaran fisik.
14
akan terjadi reaksi berantai (chain reaction). Diantara senyawa oksigen
reaktif, radikal hidroksil merupakan senyawa yang paling berbahaya karena
reaktivitasnya sangat tinggi.
Radikal hidroksil dapat merusak tiga jenis senyawa yang penting untuk
memepertahankan integritas sel yaitu :
1. Asam lemak, khususnya asam lemak tak jenuh yang merupakan komponen
penting fosfolipid penyusun membran sel.
2. DNA, yang merupakan pembawa genetik sel.
3. Protein, yang memegang berbagai peran penting seperti enzim, reseptor,
antibodi, sitoskeleton.
Dari ketiga molekul target tersebut yang paling rentan terhadap serangan
radikal bebas adalah asam lemak tak jenuh. Senyawa radikal bebas di dalam tubuh
dapat merusak asam lemak tak jenuh ganda pada membran sel sehingga membran
sel menjadi rapuh, akhirnya terjadi kerusakan membran sel. Senyawa oksigen
reaktif ini juga mampu merusak membran sel pembuluh darah, sehingga terjadi
kerusakan dinding pembuluh darah dan dapat berakibat meningkatkan
pengendapan kolesterol dan menimbulkan aterosklerosis.
Jaringan lipid yang dirusak oleh senyawa radikal bebas akan membentuk
peroksida dan senyawa lain yang bersifat toksik, dimana peroksida ini dapat
merusak basa DNA dan mengacaukan sistim info genetika, yang dapat berlanjut
pada pembentukan sel kanker selain juga memicu munculnya penyakit
degeneratif.
15
2.2.3 Tahapan terbentuknya radikal bebas
Secara umum, tahapan reaksi pembentukan radikal bebas melalui 3
tahapan reaksi (Winarsi, 2007) yaitu:
1. Tahap inisiasi, yaitu awal pembentukan radikal bebas.
Misal:
2 2 -----. Fe +++
+ OH - + • OH
2. Tahap propagasi, yaitu pemanjangan rantai radikal.
3. Tahap terminasi, yaitu bereaksinya senyawa radikal dengan radikal lain atau
penangkap radikal, sehingga potensi propagasi rendah.
Reduksi oksigen memerlukan pengalihan empat elektron (elektron transfer).
Pengalihan ini tidak dapat sekaligus tetapi dalam empat tahapan, yang setiap
tahapan hanya melibatkan pengalihan satu elektron. Oleh karena oksigen hanya
dapat menerima satu elektron pada setiap tahap maka terjadi dua hal yaitu :
1. Kurangnya reaktif oksigen
2. Terjadinya senyawa senyawa oksigen reaktif seperti O • ( ion peroksida),
H O ( hydrogen peroksida ) , • OOH ( radikal peroksil)
Reaksi–reaksi di bawah ini merupakan pengalihan satu elektron senyawa-
senyawa oksigen. Pembentukan senyawa oksigen reaktif tersebut secara singkat
dapat sebagai berikut :
+ e- -------- O - • ( ion peroksida)
+ e- + H+ ------• OOH (radikal peroksil)
+ 2e- + 2 H + ------- H O (hydrogen peroksida)
+ 3 e- + 3H + -------- • OH + H O (radikal hidroksil)
Fe ++
+ H O
2
2 2
2 O
O
O
O
2
2
2 2 2
2 2
16
+ 4 e- + 4H+ --------2 H O
Dari reaksi–reaksi diatas terlihat bahwa ion superoksida, radikal peroksil,
hidrogen peroksida, dan radikal hidroksil terjadi karena pengalihan elektron yang
kurang sempurna pada saat terjadi reduksi oksigen.
2.2.4 Peranan radikal bebas dalam proses penuaan
Saat usia muda terdapat keseimbangan antara radikal bebas dan pertahanan
antioksidan, seiring dengan pertambahan usia keseimbangan terganggu, oleh
karena berkurangnya cadangan antioksidan dan produksi berlebih dari radikal
bebas (Saxena dan Lal, 2006). Senyawa oksigen reaktif diproduksi terus menerus
di dalam organisme aerobik sebagai hasil dari metabolisme energi normal. Target
utama radikal bebas adalah protein, asam lemak tak jenuh dan lipoprotein, serta
unsur DNA termasuk karbohidrat. Dari ketiga hal diatas yang paling rentan adalah
asam lemak tak jenuh. Senyawa radikal bebas dalam tubuh dapat merusak asam
lemak tak jenuh ganda pada membran sel, yang mengakibatnya sel menjadi rapuh
(Pasupathi, 2009).
Ketidakseimbangan antara jumlah antioksidan dan senyawa radikal bebas
akan mengakibatkan kerusakan stres oksidatif (Arief, 2010). Pada keadaan inilah
perusakan tubuh terjadi oleh radikal bebas. Senyawa radikal mengoksidasi dan
menyerang komponen lipid membran, senyawa ini merusak tiga jenis senyawa
yang penting untuk mempertahankan integritas sel seperti asam lemak tak jenuh
yang menyusun membran sel (fosfolipid), DNA (perangkat genetik) dan protein
(enzim, reseptor, antibodi) (Fouad, 2007).
2 O 2
17
Radikal bebas yang bereaksi dengan komponen biologis dalam tubuh akan
menghasilkan senyawa teroksidasi. Banyaknya senyawa teroksidasi dapat
digunakan sebagai indeks karakteristik stress oksidatif. Belleville-Nabet
melaporkan molekul DNA yang teroksidasi akan menyebabkan penuaan (aging)
dan kanker. Jika yang teroksidasi protein baik berupa enzim yang terinaktivasi
atau protein yang terpolarisasi, akan terjadi inflamasi (Winarsi, 2007)
2.3. Stres Oksidatif
2.3.1 Keadaan yang menimbulkan stres oksidatif
Stres oksidatif adalah suatu keadaan ketika jumlah antioksidan tubuh kurang
dari yang diperlukan untuk meredam efek buruk radikal bebas sehingga dapat
merusak membran sel, protein dan DNA. Stres oksidatif yang terjadi dalam waktu
yang berkepanjangan akan berakibat penumpukan hasil kerusakan oksidatif di
dalam sel, sehingga sel /jaringan kehilangan fungsinya dan mati. Penumpukan
hasil kerusakan tadi akan bertambah dengan bertambahnya umur hal ini
merupakan penyebab utama proses penuaaan (Bagiada, 2001).
Prinsip dasar teori ini adalah hilangnya fungsi jaringan/ tubuh pada proses
penuaan disebabkan oleh bertambah dan menumpuknya secara irreversible
molekul molekul hasil perusakan oksidatif oleh radikal bebas.
Radikal bebas terbentuk sebagai hasil metabolisme aerobik normal, namun
dapat juga diproduksi dalam jumlah banyak pada keadaan patofisiologis . Salah
satunya adalah aktivitas fisik yang berat atau berlebih dapat meningkatkan stress
oksidatif .
18
Senyawa oksigen reaktif dapat diproduksi oleh sel dalam kondisi stress
maupun tidak. Pada kondisi tidak stres, terdapat keseimbangan antara proses
pembentukan dan pemusnahan senyawa oksigen reaktif. Sementara pada kondisi
stres, pembentukan senyawa reaktif lebih tinggi di bandingkan pemusnahannya.
Oksigen tereduksi akan membentuk radikal superoksida, hidrogen peroksida dan
hidroksil. Apabila kondisi keseimbangan antara jumlah antioksidan dan senyawa
radikal bebas tidak terpenuhi maka akan mengakibatkan kerusakan oksidatif
(oxidative stress). Stress oksidatif di definisikan sebagai suatu keadaan dimana
tingkat oksigen reaktif yang toksik melebihi pertahanan antioksidan endogen
(Arief, 2010). Pada keadaan inilah terjadi perusakan dalam tubuh oleh radikal
bebas.
2.3.2 Peroksidasi lipid
Peroksidasi lipid merupakan proses yang bersifat kompleks akibat reaksi
asam lemak tak jenuh ganda penyusun fosfolipid membran sel dengan senyawa
oksigen reaktif (SOR). Peroksidasi lipid yang diperantarai SOR mempunyai tiga
komponen utama reaksi, yaitu reaksi inisiasi, propagasi, dan terminasi.
Membran lipid umumnya adalah fosfolipid tersusun atas asam lemak tak
jenuh, mudah terjadi peroksidasi karena dikeluarkannya grup methylen (-CH )
dari atom hidrogen yang mengandung hanya satu elektron, sehingga terdapat
atom karbon yang tidak berpasangan. Adanya ikatan ganda di dalam asam lemak
melemahkan ikatan C-H pada atom karbon yang berdekatan dengan ikatan ganda,
sehingga mempermudah terjadinya perpindahan atom hidrogen.
2
19
Reaksi inisiasi radikal hidroksil (.OH) dengan asam lemak tak jenuh
menghasilkan radikal lipid yang dapat bereaksi dengan molekul oksigen (O )
membentuk radikal lipid peroksil. Radikal lipid peroksil mengambil hidrogen dari
asam lemak yang berdekatan untuk membentuk lipid hydroperoxide (LOOH)
serta radikal lipid yang kedua. Radikal alkoxyl maupun peroxyl memicu reaksi
berantai peroksidasi lipid dengan mengeluarkan atom hidrogen (Catala, 2006).
Peroksidasi lipid mengganggu fisiologi membran, menyebabkan gangguan
pada aliran cairan dan permiabilitas, mengubah transport ion serta menghambat
reaksi metabolisme. Peroksidasi lipid merupakan penyebab utama kerusakan sel.
Proses peroksidasi asam lemak terutama terjadi pada membran fosfolipid.
Berbagai produk dihasilkan akibat peroksidasi lipid seperti MDA, 4-hydroxy-2-
nonenal (HNE), 4-hydroxy-2-hexenal (4-HHE) dapat menyebabkan kerusakan
pada protein dan DNA (Halliwell dan Gutteridge, 2007).
2.4 Antioksidan
2.4.1 Definisi antioksidan
Dalam pengertian kimia senyawa antioksidan adalah senyawa pemberi
elektron (elektron donor). Namun dalam arti biologis, pengertian antioksidan lebih
luas, yaitu merupakan senyawa–senyawa yang dapat meredam dampak negatif
oksidan (radikal bebas), termasuk enzim dan protein pengikat logam (Pangkahila,
2007)
2
20
2.4.2 Jenis-jenis antioksidan
Secara umum, antioksidan dikelompokkan menjadi 2 kelompok yaitu :