efek antioksidan vitamin c terhadap tikus (rattus ... · namun kesadaran untuk berhenti...

14
4 TINJAUAN PUSTAKA Rokok Ketergantungan terhadap rokok sudah menjadi pembicaraan secara global yang dapat menyebabkan kecacatan, penyakit, produktivitas menurun dan juga kematian. Namun kesadaran untuk berhenti mengkonsumsi rokok sangat sulit dilakukan, karena banyak faktor yang mempengaruhinya antara lain gencarnya industri rokok untuk mengiklankan produknya tanpa memberikan keterangan yang jelas tentang bahaya rokok dan juga banyaknya petani tembakau yang harus dialihkan profesinya untuk tidak menanam tembakau. Asap rokok merupakan aerosol heterogen dari pembakaran tembakau, komponen dalam rokok dan pembungkusnya. Setiap batang rokok mengandung banyak bahan kimia diantaranya adalah nikotin, karbon monoksida dan tar yang bersifat karsinogenik dan dapat membentuk radikal bebas, seperti nitrit oksida (NO) dan nitrit peroksida (NO 2 ) (Widodo 2006). Gangguan kesehatan yang dapat ditimbulkan oleh asap rokok berupa penyakit kardiovaskuler, arteriosklerosis, tukak lambung dan tukak usus, kanker, chronic obstructive pulmonary disease (COPD) dan lain-lain (Susanna et al. 2003). Rokok kretek bisa disamakan dengan sebuah pabrik bahan kimia. Setiap batang rokok kretek yang dibakar akan menghasilkan berbagai macam bahan kimia. Secara umum bahan kimia yang dihasilkan tersebut dapat dibedakan menjadi tiga golongan bahan yang berbahaya, yaitu nikotin, tar dan karbon monoksida (CO). Nikotin adalah bahan dasar yang dapat menimbulkan sifat ketergantungan fisik dan psikis bagi perokok aktif atau disebut dengan kecanduan. Nikotin yang terkandung dalam rokok adalah sebesar 0,5-3 nanogram dan semuanya diserap sehingga dalam cairan darah didalam cairan darah ada sekitar 40-50 nanogram nikotin setiap 1 ml. Selain masuk dalam aliran darah, pada paru-paru nikotin akan menghambat aktivitas silia. Tar adalah sejenis cairan kental berwarna coklat tua atau hitam yang merupakan substansi hidrokarbon yang bersifat lengket dan menempel pada paru- paru. Kadar tar dalam rokok antara 0,5-35 mg/batang. Tar merupakan suatu zat

Upload: nguyenque

Post on 03-Mar-2019

217 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Efek Antioksidan Vitamin C Terhadap Tikus (Rattus ... · Namun kesadaran untuk berhenti mengkonsumsi rokok sangat sulit ... tingkat stres yang terjadi, mekanisme yang terlibat, serta

4

TINJAUAN PUSTAKA

Rokok

Ketergantungan terhadap rokok sudah menjadi pembicaraan secara global

yang dapat menyebabkan kecacatan, penyakit, produktivitas menurun dan juga

kematian. Namun kesadaran untuk berhenti mengkonsumsi rokok sangat sulit

dilakukan, karena banyak faktor yang mempengaruhinya antara lain gencarnya

industri rokok untuk mengiklankan produknya tanpa memberikan keterangan

yang jelas tentang bahaya rokok dan juga banyaknya petani tembakau yang harus

dialihkan profesinya untuk tidak menanam tembakau. Asap rokok merupakan

aerosol heterogen dari pembakaran tembakau, komponen dalam rokok dan

pembungkusnya. Setiap batang rokok mengandung banyak bahan kimia

diantaranya adalah nikotin, karbon monoksida dan tar yang bersifat karsinogenik

dan dapat membentuk radikal bebas, seperti nitrit oksida (NO) dan nitrit peroksida

(NO2) (Widodo 2006). Gangguan kesehatan yang dapat ditimbulkan oleh asap

rokok berupa penyakit kardiovaskuler, arteriosklerosis, tukak lambung dan tukak

usus, kanker, chronic obstructive pulmonary disease (COPD) dan lain-lain

(Susanna et al. 2003).

Rokok kretek bisa disamakan dengan sebuah pabrik bahan kimia. Setiap

batang rokok kretek yang dibakar akan menghasilkan berbagai macam bahan

kimia. Secara umum bahan kimia yang dihasilkan tersebut dapat dibedakan

menjadi tiga golongan bahan yang berbahaya, yaitu nikotin, tar dan karbon

monoksida (CO).

Nikotin adalah bahan dasar yang dapat menimbulkan sifat ketergantungan

fisik dan psikis bagi perokok aktif atau disebut dengan kecanduan. Nikotin yang

terkandung dalam rokok adalah sebesar 0,5-3 nanogram dan semuanya diserap

sehingga dalam cairan darah didalam cairan darah ada sekitar 40-50 nanogram

nikotin setiap 1 ml. Selain masuk dalam aliran darah, pada paru-paru nikotin akan

menghambat aktivitas silia.

Tar adalah sejenis cairan kental berwarna coklat tua atau hitam yang

merupakan substansi hidrokarbon yang bersifat lengket dan menempel pada paru-

paru. Kadar tar dalam rokok antara 0,5-35 mg/batang. Tar merupakan suatu zat

Page 2: Efek Antioksidan Vitamin C Terhadap Tikus (Rattus ... · Namun kesadaran untuk berhenti mengkonsumsi rokok sangat sulit ... tingkat stres yang terjadi, mekanisme yang terlibat, serta

5

karsinogen yang dapat menimbulkan kanker pada saluran pernapasan dan paru-

paru yang terdiri dari dua fase yaitu fase tar dan fase gas. Pada fase tar merupakan

pembentuk radikal bebas seperti quinon, semiquinon dan hydroquinon dalam

bentuk matriks polimer. Pada fase gas mengandung nitrit oxida dan nitrit

peroksida yang dapat mengubah oksigen menjadi radikal bebas superoksida dan

selanjutnya menjadi radikal bebas hidroksil yang sangat merusak.

Karbon monoksida merupakan produk pembakaran karbon yang tidak

sempurna dari unsur arang atau karbon. Gas CO yang dihasilkan sebatang rokok

dapat mencapai 3-6%. Gas ini mempunyai kemampuan mengikat hemoglobin

yang terdapat dalam sel darah merah, lebih kuat dibandingkan oksigen. Sehingga

sel tubuh akan kekurangan oksigen karena darah yang beredar miskin akan

oksigen dan kaya akan karbon monoksida. Sel tubuh yang kekurangan oksigen

akan melakukan spasme, yaitu menciutkan pembuluh darah. Bila hal ini terus

berlangsung terus-menerus maka pembuluh darah akan mudah rusak. Rokok juga

mengandung sejumlah bahan reaktif molekuler kimia seperti reaktif oksigen dan

zat radikal (Church & Pryor 1985). Pada asap rokok terdapat beberapa jenis bahan

pembentuk radikal bebas diantaranya adalah aldehida, epoxida, peroksida, quinon,

semiquinon dan hydroquinon (Droge 2002).

Radikal Bebas

Pada abad ke 19 istilah radikal bebas diperuntukan bagi kelompok-

kelompok atom yang membentuk suatu molekul dalam keadaan bebas. Pada abad

ke 20 Moses Gomberg (1866) menemukan istilah radikal bebas diartikan sebagai

molekul tidak stabil dengan satu atau lebih elektron yang tidak berpasangan di

orbit luarnya. Radikal bebas merupakan elektron yang terlepas karena proses

oksidasi. Dalam usaha untuk menggantikan elektron yang hilang itu maka radikal

bebas mengikat dan menghancurkan sel-sel yang sehat. Hal ini karena sel yang

sehat merupakan tempat yang cocok bagi radikal bebas untuk melakukan

pemanjangan rantai tubuhnya (Weber et al. 1994).

Menurut Droge (2002) bahwa radikal bebas dapat bersumber dari tiga hal,

yaitu: 1) Dari lingkungan bersumber dari asap rokok, asap kendaraan, pestisida

dan racun, dari sisa pembuangan; 2) Berasal dari dalam tubuh yaitu proses

Page 3: Efek Antioksidan Vitamin C Terhadap Tikus (Rattus ... · Namun kesadaran untuk berhenti mengkonsumsi rokok sangat sulit ... tingkat stres yang terjadi, mekanisme yang terlibat, serta

6

metabolisme energi; 3) Dari radikal itu sendiri yaitu berusaha memperoleh

elektron dari molekul lain sehingga terbentuklah radikal bebas baru yang

kehilangan elektronnya. Bila reaksi berlanjut terus maka terjadilah suatu reaksi

berantai (chain reaction) sampai radikal bebas itu hilang oleh reaksi dengan

radikal bebas lain atau sistem antioksidan tubuh (Gambar 1).

Gambar 1 Reaksi berantai dari radikal bebas.

Radikal bebas dapat bersifat positif, negatif dan netral. Mereka terbentuk

secara normal dalam reaksi biokimia, tetapi bila berlebihan atau tidak terkontrol

maka dapat menimbulkan kerusakan pada daerah yang luas dari makromolekul

(Suyatna 1989). Menurut Araujo et al. (1998), radikal bebas dapat terbentuk

secara in-vivo dan in-vitro yaitu dengan pemecahan satu molekul normal secara

homolitik menjadi dua, kehilangan satu elektron dari molekul normal dan

penambahan elektron pada molekul normal. Selanjutnya dijelaskan juga bahwa

secara biologis radikal bebas dalam tubuh berupa radikal superoksida (superoxide

radical), radikal hydroksil (hydroxyl radical), radikal peroksil (peroxyl radical),

hydrogen peroksida (hydrogen peroxide), oksigen tunggal (single oxygen), nitrit

oksida (nitric oxide), nitrit peroksida (peroxinitrite) dan asam hipoklor

(hypochlorous acid).

Radikal bebas bersifat sangat reaktif sehingga dapat menimbulkan

perubahan kimiawi dan merusak berbagai komponen sel hidup seperti protein,

lipid dan nukleutida. Pada protein, radikal bebas dapat menyebabkan fragmentasi

sehingga mempercepat terjadinya proteolisis, Pada lipid dapat menyebabkan

reaksi peroksidasi yang akan mencetus proses otokatalik dan pada nukleutida

Page 4: Efek Antioksidan Vitamin C Terhadap Tikus (Rattus ... · Namun kesadaran untuk berhenti mengkonsumsi rokok sangat sulit ... tingkat stres yang terjadi, mekanisme yang terlibat, serta

7

dapat menyebabkan terjadinya perubahan struktur DNA dan RNA sehingg terjadi

mutasi atau sitotoksisitas (Gitawati 1995). Selanjutnya dijelaskan pula bahwa

kerusakan sel oleh radikal bebas didahului oleh kerusakan membran sel dengan

proses sebagai berikut: 1) Terjadi ikatan kovalen antara radikal bebas dengan

komponen membran, sehingga terjadi perubahan struktur dari fungsi reseptor; 2)

Oksidasi gugus tiol pada komponen membran oleh radikal bebas yang

menyebabkan proses transpor lintas membran terganggu; 3) Reaksi peroksidasi

lipid dan kolesterol membran yang mengandung asam lemak tidak jenuh majemuk

(PUFA). Hasil peroksidasi lipid membran oleh radikal bebas berpengaruh

langsung terhadap kerusakan membran sel antara lain struktur dan fungsi dalam

keadaan yang lebih ekstrim yang akhirnya akan menyebabkan kematian sel.

Jumlah radikal bebas dalam batas tertentu akan bersifat positif karena

berperan penting bagi kesehatan dan fungsi tubuh dalam memerangi peradangan

dan membunuh penyakit seperti bakteri. Namun demikian apabila radikal bebas

yang dihasilkan melebihi batas kemampuan proteksi antioksidan selulernya maka

radikal bebas tersebut akan berakibat negatif. Hal ini disebabkan karena radikal

bebas tersebut akan menyerang sel itu sendiri. Struktur sel yang berubah akan

merubah fungsi dari bagian tersebut dan hal tersebut akan berpengaruh pula pada

proses munculnya penyakit (Sauriasari 2006).

Masuknya radikal bebas ke dalam tubuh dapat melalui pernapasan,

lingkungan luar yang tidak sehat dan makanan yang berlemak (Kumalaningsih

2007). Selain itu pada kondisi stres dapat meningkatkan jumlah peroksisom pada

jaringan seperti pada ginjal kera Jepang, yang mengakibatkan peningkatan

produksi radikal bebas didalam tubuhnya. Hal tersebut ditunjukkan dengan

terjadinya penurunan kandungan antioksidan endogen seperti superoksida

dismutase (Wresdiyati & Makita 1995).

Menurut Shahidi (1997) dan Hariyatmi (2004) pada kondisi stres imbangan

normal antara produksi radikal bebas (senyawa oksigen reaktif) dengan

kemampuan pertukaran antioksidan mengalami gangguan sehingga

menggoyahkan sebuah rantai reduksi oksidasi normal. Hal tersebut dapat

mengakibatkan kerusakan oksidatif jaringan. Keadaan ini diduga sebagai salah

Page 5: Efek Antioksidan Vitamin C Terhadap Tikus (Rattus ... · Namun kesadaran untuk berhenti mengkonsumsi rokok sangat sulit ... tingkat stres yang terjadi, mekanisme yang terlibat, serta

8

satu faktor pendorong terjadinya beberapa penyakit sistemik seperti katarak,

arteriosklerosis atau yang dikenal dengan jantung koroner, kerusakan hati,

diabetes, kanker dan penuaan dini. Kerusakan jaringan tubuh juga tergantung pada

beberapa faktor, antara lain target molekuler, tingkat stres yang terjadi,

mekanisme yang terlibat, serta waktu dan sifat alami dari sistem yang diserang.

Menurut Kumalaningsih (2007) bahwa penyakit jantung koroner disebabkan

karena molekul besar lemak yang disebut LDL teroksidasi oleh radikal bebas

mengendap di pembuluh darah jantung. Hal ini akan menyebabkan aliran darah

terganggu sehingga sebagian sel-sel jantung tidak cukup makanan dan mati.

Katarak disebabkan karena kerusakan protein pada lensa mata akibat elektronnya

diambil oleh radikal bebas sehingga protein yang terdapat pada sel-sel jaringan

menjadi rusak. Kanker terjadi karena adanya serangan radikal bebas pada DNA

dan RNA dalam sel sehingga terjadi pertumbuhan dan perkembangan sel yang

abnormal yang menyebabkan kerusakan jaringan dan penuaan dini. Hal tersebut

akan berakibat berkurangnya elastisitas jaringan kolagen dan otot sehingga kulit

menjadi keriput dan timbul bintik-bintik pigmen kecoklatan. Radikal bebas

tersebut dapat merusak komponen membran sel yang berupa fosfolipid, kolesterol

dan protein. Fosfolipid dan kolesterol, mengandung asam lemak tak jenuh ganda

(linoleat, linolenat dan arakhidonat) yang sangat peka terhadap serangan radikal

bebas terutama radikal hidroksil. Radikal hidroksil ini dapat menimbulkan reaksi

berantai yang dikenal dengan peroksidasi lemak (Suryohudoyo 1995; Kartikawati

1999). Akibat akhir dari reaksi ini adalah terputusnya rantai asam lemak menjadi

senyawa yang bersifat toksik terhadap sel dan jaringan seperti aldehid. Selain itu

dapat pula terjadi ikatan silang antara dua rantai asam lemak dari rantai peptida

sehingga mengakibatkan rusaknya membran sel dan muncul penyakit-penyakit

degeneratif (Halliwell 1992).

Antioksidan

Radikal bebas merupakan produk normal dari proses metabolisme. Selama

makanan dioksidasi untuk menghasilkan energi, sejumlah radikal bebas juga

terbentuk dan efeknya dinetralisir oleh antioksidan yang diproduksi oleh tubuh

(endogen) dalam jumlah yang berimbang (Hariyatmi 2004).

Page 6: Efek Antioksidan Vitamin C Terhadap Tikus (Rattus ... · Namun kesadaran untuk berhenti mengkonsumsi rokok sangat sulit ... tingkat stres yang terjadi, mekanisme yang terlibat, serta

9

Tubuh manusia atau pun hewan dalam keadaan normal mempunyai sistem

antioksidan yang dapat menangkal aksi radikal bebas, yaitu sistem proses

enzimatis dan nonenzimatis. Dalam pengertian kimia, antioksidan adalah

senyawa-senyawa pemberi elektron. Dalam pengertian klasik, istilah antioksidan

menunjukkan senyawa yang memiliki berat molekul rendah yang dapat

menginaktivasi reaksi rantai dari peroksidasi lipid dengan mencegah terbentuknya

radikal peroksida. Dalam arti biologi dan kedokteran, istilah tersebut digunakan

dalam pengertian yang luas, meliputi enzim yang dapat mendetoksifikasi

senyawa-senyawa oksigen reaktif (Kartikawati 1999).

Antioksidan adalah senyawa yang mempunyai struktur molekul yang dapat

memberikan elektronnya dengan cuma-cuma kepada molekul radikal bebas tanpa

mengganggu dan memutuskan reaksi berantai dari radikal bebas. Antioksidan

dapat menetralisir atau menghancurkan radikal bebas dengan cara berinteraksi

langsung dengan oksidan atau radikal bebas, mencegah pembentukan jenis

oksigen reaktif, mengubah oksigen reaktif menjadi kurang toksik dan

memperbaiki kerusakan yang timbul. Antioksidan bekerja sebagai sebuah sistem

untuk menghentikan kerusakan akibat radikal bebas. Oleh karena itu, para ahli

nutrisi menyarankan agar kita sering mengkonsumsi produk yang mengandung

banyak variasi antioksidan, kombinasi vitamin, mineral, dan zat berkhasiat

lainnya (Sizer & Whitney 2000).

Berdasarkan fungsinya antioksidan dapat dibedakan menjadi: 1)

Antioksidan primer yaitu antioksidan yang berfungsi untuk mencegah

terbentuknya radikal bebas baru, dengan merubah radikal bebas menjadi molekul

yang stabil sebelum bereaksi misalnya enzim superoksida dismutase; 2)

Antioksidan sekunder yaitu senyawa yang berfungsi menangkap radikal bebas

serta mencegah terjadinya reaksi berantai sehingga tidak terjadi kerusakan yang

lebih besar misalnya vitamin E, C dan β-karoten; 3) Antioksidan tersier yaitu

senyawa yang memperbaiki sel-sel dan jaringan yang rusak karena serangan

radikal bebas misalnya enzim metionin sulfoksidan reduktase; 4) oxygen

scavanger yaitu senyawa yang mengikat oksigen sehingga tidak menyebabkan

terjadinya reaksi oksidasi misalnya vitamin C dan 5) chelators/sequestranst yaitu

Page 7: Efek Antioksidan Vitamin C Terhadap Tikus (Rattus ... · Namun kesadaran untuk berhenti mengkonsumsi rokok sangat sulit ... tingkat stres yang terjadi, mekanisme yang terlibat, serta

10

senyawa pengikat logam yang mampu mengkatalisis reaksi oksidasi misalnya

asam sitrat dan asam amino (Kumalaningsih 2007).

Berdasarkan penghasil/penyedianya, maka antioksidan dapat dibagi menjadi

tiga janis yaitu :

1. Antioksidan yang dibuat oleh tubuh kita sendiri yang disebut juga antioksidan

endogen yang berupa enzim antara lain; superoksida dismutase (SOD),

glutathione peroxidase (GSH Px ) dan katalase.

2. Antioksidan alami yang diperoleh dari tumbuhan atau hewan seperti tokoferol,

vitamin C, betakaroten, flavonoid dan senyawa fenolik, dan

3. Antioksidan sintetik yang dibuat dari bahan-bahan kimia seperti butylated

hroayanisole (BHA), butil hidroksi toluen (BHT), tert butil hidroksi quinon

(TBHQ), dan propil galat (PG) (Kumalaningsih 2007).

Secara umum mekanisme kerja dari antioksidan adalah menghambat

oksidasi lemak. Menurut (Kumalaningsih 2007) bahwa oksidasi lemak terjadi

melalui beberapa tahap yaitu tahap inisiasi, dimulai dengan pembentukan radikal

asam lemak yaitu suatu senyawa turunan asam lemak yang bersifat tidak stabil

dan sangat reaktif akibat hilangnya satu atom hydrogen, dengan reaksi sebagai

berikut :

ROOH + logam (n)+ ROO˙ + logam (n)+ + H+

X˙ + RH R˙ + XH

Selanjutnya tahap propagasi yaitu radikal asam lemak akan bereaksi dengan

oksigen membentuk radikal peroksil dengan reaksi sebagai berikut:

R˙ + O2 ROO˙

ROO˙ + RH ROOH + R˙

dan tahap terminasi yaitu radikal peroksil yang telah terbentuk kemudian

menyerang asam lemak sehingga menghasilkan hidroperoksida dan radikal asam

lemak baru, dengan reaksi sebagai berikut:

ROO˙ + ROO˙ ROOR + O2

Page 8: Efek Antioksidan Vitamin C Terhadap Tikus (Rattus ... · Namun kesadaran untuk berhenti mengkonsumsi rokok sangat sulit ... tingkat stres yang terjadi, mekanisme yang terlibat, serta

11

ROO˙ + R˙ ROO

R˙ + R˙ RR

Prekursor molekul untuk memulai proses ini umumnya berupa produk

hidroperoksida (ROOH), maka oksidasi lemak merupakan rangkaian reaksi

bercabang dengan berbagai efek yang memiliki potensi untuk merusak.

Antioksidan bereaksi dengan radikal bebas melalui berbagai cara yaitu: 1)

Pembersihan senyawa oksigen reaktif atau penurunan konsentrasinya secara lokal

(eliminating oxygen); 2) Pembersihan ion logam katalitik (immobilizing catalysts

or metal ions); 3) Pembersih radikal bebas yang berfungsi sebagai inisiator seperti

hidroksil (OH˙); 4) Peroksil (ROO˙) dan alkoksil (RO˙) (terminating chain

reaction); 4) Pemutus rantai dari rangkaian reaksi yang diinisiasi oleh radikal

bebas dan peredam reaksi serta pembersih single oksigen (inhibiting radical-

generating enzymes) (Gutteridge 1995; Kartikawati 1999).

Pencegahan pembentukan radikal bebas yang reaktif dapat dilakukan antara

lain dengan pemunahan zat awalnya yang berupa peroksida ataupun hasil

metabolisme oksigen oleh enzim superoksida dismutase,nkatalase dan glutation

peroksidase. Enzim ini dalam mengendalikan tahap awal radikal bebas yang

terbentuk memerlukan bantuan meniral Mn, Cu, Zn dan Se. Pemunahan dapat

pula melalui zat gizi yang berperan sebagai antioksidan. Zat gizi tersebut telah

banyak diteliti diantaranya adalah vitamin E, A (β-karoten) dan vitamin C (Berry

1992). Pemunahan radikal bebas hanya dapat dilakukan bila tepat waktu, tepat

tempat dan tepat dosis (Kartikawati 1999).

Vitamin C

Istilah vitamin C pertama kali ditemukan, ketika orang mulai meneliti ilmu

gizi pada 250 tahun yang lalu, disaat para dokter berusaha untuk menyembuhkan

penyakit scurvy pada beberapa kelompok pelaut Inggris, mereka diberi beberapa

bahan/zat yang berbeda-beda yaitu cuka, air laut, belerang dan jeruk atau lemon.

Mereka yang diberi jeruk dapat sembuh dalam waktu yang singkat. Kemudian

informasi ini digunakan oleh angkatan laut Inggris dan menganjurkan prajuritnya

Page 9: Efek Antioksidan Vitamin C Terhadap Tikus (Rattus ... · Namun kesadaran untuk berhenti mengkonsumsi rokok sangat sulit ... tingkat stres yang terjadi, mekanisme yang terlibat, serta

12

mengkonsumsi jeruk setiap hari. Kemudian diberi nama vitamin asam askorbut

yang artinya tanpa sariawan (Sizer & Whitney 2000).

Vitamin C atau L-asam ascorbut merupakan antioksidan larut air dan

menjadi bagian dari pertahanan tubuh pertama terhadap oksigan reaktif dalam

plasma dan sel. Vitamin C ini memiliki formula (C6 H 8O6 ) dengan berat molekul

(BM) sebesar 176.13. Dalam keadaan murni berbentuk kristal putih, mudah larut

air, mudah teroksidasi dan secara reversibel membentuk asam dehidro-L-asam

askorbut yang kehilangan dua atom hidrogen (Zakaria et al. 1996).

Purwantaka et al. (2005) menyatakan bahwa vitamin C mampu menangkap

radikal bebas hydroksil. Hal ini dikarenakan vitamin C memiliki gugus pendonor

elektron berupa gugus enadiol seperti yang tertuang pada (Gambar 1).

(a) (b) (c)

Gambar 2 Struktur molekul Vitamin C dengan gugus enadiol. (a. Model), (b. Gugus vitamin C (ascorbic acid) sebelum teroksidasi) dan (c. Gugus kimia vitamin C (dehydroascorbic acid) teroksidasi (UK Food Standart Agency 2007).

Gugus ini terletak pada atom C

2 dan C

3. Adanya gugus ini memungkinkan

vitamin C mampu menangkap radikal hidroksil. Oleh karena itu perlu dicoba

pengaruh vitamin C ini terhadap kemampuannya dalam menetralisir radikal bebas

akibat asap rokok.

Meskipun diketahui antioksidan ini bersifat baik, apabila jumlahnya

berlebihan dapat berbahaya bagi tubuh. Vitamin C yang berlebihan akan

berpotensi menjadi vitamin C radikal yang bersifat radikal bebas, sehingga

glutation tidak cukup untuk menetralkannya. Selain itu, kelebihan vitamin C

(sintetis) akan membuat ginjal bekerja semakin keras dan mengakibatkan

terbentuknya batu ginjal, serta mampu mengubah keseimbangan basa dan

mempengaruhi kerja vitamin E (Sizer & Whitney 2000).

Page 10: Efek Antioksidan Vitamin C Terhadap Tikus (Rattus ... · Namun kesadaran untuk berhenti mengkonsumsi rokok sangat sulit ... tingkat stres yang terjadi, mekanisme yang terlibat, serta

13

Vitamin C merupakan laktosa dengan enam rantai karbon yang disintesis

dari glukosa di dalam hati oleh sebagian mamalia selain manusia, karena manusia

tidak memiliki enzym gulonolactone oxidase yang penting untuk sintesis asam

ascorbut. Vitamin C mampu memberikan elektron dan mereduksi agen karena

bentuk fisiologi dan biokimianya. Vitamin C menyumbangkan dua elektronnya

dari rantai ganda antara dua dan tiga molekul karbon dari enam molekul karbon

(Padayatty et al. 2003). Dijelaskan pula bahwa, vitamin C disebut sebagai

antioksidan karena dengan elektron yang didonorkan itu dapat mencegah

terbentuknya senyawa lain dari proses oksidasi dengan melepaskan satu rantai

karbon. Namun, Setelah memberikan elektron pada radikal bebas, vitamin C akan

teroksidasi menjadi semidehydroascorbut acid atau radikal ascorbyl yang relatif

stabil. Sifat inilah yang mungkin menjadikannya sebagai antioksidan atau dengan

kata lain bahwa ascorbic acid dapat bereaksi dengan radikal bebas, reaksi tersebut

dapat mereduksi radikal bebas yang reaktif menjadi tidak reaktif. Radikal bebas

yang mengalami reduksi dari yang reaktif menjadi tidak reaktif disebut scavenger

atau squencsing. Oleh karena itu ascorbic acid, baik untuk radikal bebas

scavenger karena sifat kimianya.

Radikal ascorbyl tidak dapat bertahan lama dengan elektron tunggalnya.

Dengan kehilangan dua elektronnya radikal ascorbyl akan berubah menjadi

bentuk dehydroascorbut acid yang berbeda secara struktural tapi bentuk yang

dominan secara in-vivo, belum diketahui, seperti yang terlihat pada (Gambar 2c).

Vitamin C dalam bentuk radikal ascorbyl dan dehydroascorbic acid bertindak

sebagai penetral dari berbagai jenis oksidan dalam sistem biologis termasuk

oksigen, superoksida, radikal hydroksil, hypochlorous, reaktif nitrogen species,

logam besi dan tembaga (Tolbert 1982; Padayatty et al. 2003).

Vitamin C berfungsi sebagai antioksidan, dan juga memiliki fungsi lain

yaitu menjaga dan memacu kesehatan pembuluh-pembuluh kapiler, kesehatan gigi

dan gusi, membantu penyerapan zat besi dan dapat menghambat produksi

natrosamin, satu zat pemicu kanker. Vitamin C mampu pula membuat jaringan

penghubung tetap normal dan membantu penyembuhan luka serta meningkatkan

respon imun (William 2004). Vitamin C juga diperlukan untuk melindungi

molekul-molekul dalam tubuh seperti protein, lipid, karbohidrat dan asam nukleat

Page 11: Efek Antioksidan Vitamin C Terhadap Tikus (Rattus ... · Namun kesadaran untuk berhenti mengkonsumsi rokok sangat sulit ... tingkat stres yang terjadi, mekanisme yang terlibat, serta

14

(DNA dan RNA) (Carr & Frei 1999). Selain itu juga vitamin C dapat berperan

penting dalam produksi tiroksin yang merangsang laju metabolisme basal dan

temperatur tubuh (Sizer & Whitney 2000).

Menurut hasil penelitian Simon et al. (2003) individu dengan rendah

vitamin C dalam darah akan mudah terinfeksi bakteri Heliobacter pylori yaitu

bakteri yang menyebabkan tukak lambung dan meningkatkan resiko kanker usus.

Kebutuhan individu akan vitamin C sangat bervariasi tergantung pada usia dari

individu tersebut (Tabel 1). Tetapi kebutuhan akan vitamin C akan berubah bila

kondisi individu berubah akibat penyakit, misalnya penderita scurvy

membutuhkan 10 mg/hari, common cold (selesma) membutuhkan 250 mg/hari

sedangkan penyakit yang diakibatkan oleh asap rokok terutama yang berhubungan

dengan cairan darah membutuhkan lebih dari 400 mg/hari (Gokce et al. 1999).

Tabel 1 Kebutuhan vitamin C menurut usia berdasarkan RDA (Recommended Dietary Allowance ) (Food and Nutrition Board 2000)

Usia Kebutuhan vit.C mg/hari

0-6 bulan 40 (AI)

7-12 bulan 50 (AI)

1-3 tahun 15 mg/hari

4-8 tahun 25 mg/hari

9-13 tahun 45 mg/hari

14-18 dan orang dewasa 75-90 mg/hari

Vitamin C dapat diperoleh dalam bentuk pil dan juga diperoleh secara alami

dari makanan berupa buah dan sayuran. Vitamin C dalam bentuk pil sudah

mengalami tiga generasi yaitu generasi pertama asam ascorbat, generasi kedua

adalah vitamin C penyangga dan generasi ketiga adalah ester C generasi

penyempurnaan dari generasi sebelumnya (Kumalaningsih 2007). Selain itu

vitamin C juga banyak terdapat pada buah-buahan, salah satunya adalah mangga.

Setiap 100 gr bagian mangga masak yang dapat dimakan memasok vitamin C

sebanyak 41 mg. Mangga muda bahkan mengandung hingga 65 mg. Berarti,

dengan mengkonsumsi mangga ranum 150 gram atau mangga golek 200 gr (1/2

Page 12: Efek Antioksidan Vitamin C Terhadap Tikus (Rattus ... · Namun kesadaran untuk berhenti mengkonsumsi rokok sangat sulit ... tingkat stres yang terjadi, mekanisme yang terlibat, serta

15

buah ukuran kecil), kecukupan vitamin C yang dianjurkan untuk laki-laki dan

perempuan dewasa per hari (masing-masing 60 mg) dapat terpenuhi. Secara teori

dikatakan bahwa vitamin C berpengaruh negatif bila pemakaian lebih dari 100 mg

per hari (2-3 gr per hari) dapat mengakibatkan batu ginjal, mengubah

keseimbangan basa dan mengurangi kerja vitamin E. Mekanisme penyerapan

vitamin C yang diteliti pada hewan percobaan seperti mencit, hamster dan tikus

membutuhkan suatu sistem transport aktif. Vitamin C siap diabsorbsi jika jumlah

yang masuk kecil, namun jika jumlah yang masuk berlebihan maka penyerapan

lewat usus menjadi terbatas.

Hematologi

Sistem sirkulasi merupakan sistem transport yang mengantarkan oksigen

dan berbagai zat yang diabsorbsi dari traktus gastrointestinal menuju ke jaringan

serta mengembalikan karbon dioksida ke paru dan hasil metabolisme lain menuju

ginjal. Sistem ini juga berperan dalam pengaturan suhu tubuh dan mendistribusi

hormon serta berbagai zat lain yang mengatur fungsi sel. Unsur seluler dari darah

terdiri dari butir darah merah, butir darah putih dan trombosit yang tersuspensi di

dalam plasma. Pada tikus mengandung 7.2-9.6 x 106/mm3 butir darah merah, 5-13

x 103/mm3 butir darah putih dan 15-18 g % hemoglobin (Purwanti 2005).

a. Butir darah merah (BDM)

Butir darah merah merupakan sel darah yang paling banyak jumlahnya.

Butir darah merah mempunyai fungsi utama adalah untuk mentranspor

hemoglobin selanjutnya membawa oksigen ke dalam sirkulasi. Sel ini berbentuk

lempengan bikonkaf dan dibentuk di sumsum tulang. Pada mamalia, sel ini

kehilangan intinya sebelum memasuki peredaran darah. Pada keadaan yang

menyebabkan jumlah oksigen yang ditranspor ke jaringan berkurang biasanya

meningkatkan kecepatan pembentukan sel darah merah (Guyton 1996). Produksi

butir darah merah dikontrol oleh mekanisme umpan balik negatifyang sensitif

terhadap jumlah oksigen yang mencapai jaringan melalui darah.

Page 13: Efek Antioksidan Vitamin C Terhadap Tikus (Rattus ... · Namun kesadaran untuk berhenti mengkonsumsi rokok sangat sulit ... tingkat stres yang terjadi, mekanisme yang terlibat, serta

16

b. Butir darah putih (BDP)

Tubuh mempunyai sistem pertahanan untuk melawan berbagai agen toksik

dan infeksi yang dikenal dengan butir darah putih (leukosit). Butir darah putih

yang terdapat dalam darah, meliputi neutrofil, limfosit (dalam jumlah besar)

eosinofil, basofil dan monosit (dalam jumlah kecil). Proses pertahanan tersebut

dilakukan dengan cara menghancurkan agen penyerang dengan proses fagositosis

(neutrofil) dan membentuk antibodi (limfosit). Proses fagositosis dapat terjadi

apabila: a) permukaan partikel kasar, memungkinkan peningkatan fagositosis; b)

sebagian besar zat alamiah tubuh mempunyai muatan permukaan elektronegatif

dan oleh karena itu menolak fagosit yang juga mempunyai muatan permukaan

elektronegatif. Sebaliknya jaringan yang mati dan partikel-partikel asing

mempunyai muatan elektropositif sehingga merupakan bahan untuk fagosit; c)

tubuh mempunyai cara khusus untuk mengenali benda asing tertentu (fungsi

sistem imun). Dalam keadaan terpapar rokok, jumlah butir darah putih mengalami

peningkatan untuk mengfagosit benda asing, namun bila jumlahnya tidak

terkontrol maka akan mengfagosit sel-sel yang sehat.

c. Hemoglobin (Hb)

Pigmen merah yang membawa oksigen dalam sel darah merah hewan

vertebrata adalah hemoglobin. Hemoglobin adalah suatu molekul yang berbentuk

bulat yang terdiri empat sub unit. Setiap sub unit mengandung satu bagian heme

yang berkonjugasi dengan suatu polipeptida. Heme adalah suatu derivat porfirin

yang mengancung besi. Polipeptida itu secara kolektif sebagai bagian globin dari

molekul hemoglobin (Guyton 1996).

Hemoglobin bertugas mengikat oksigen untuk membentuk

oksihemoglobin, yang kemudian beredar dalam tubuh untuk mencukupi keperluan

oksigen tubuh. Pengikatan hemoglobin terhadap oksigen dapat dipengaruhi oleh

PH, suhu, konsentrasi fosfogliserat dalam sel darah merah dan H+. Dalam hal ini

H+ akan berkompetisi dengan oksigen untuk berikatan dengan hemoglobin tanpa

Oksigen (hemoglobin terdeoksi), sehingga menurunkan afinitas hemoglobin

terhadap O2 dengan menggeser posisi empat rantai peptida. Apabila darah terpajan

Page 14: Efek Antioksidan Vitamin C Terhadap Tikus (Rattus ... · Namun kesadaran untuk berhenti mengkonsumsi rokok sangat sulit ... tingkat stres yang terjadi, mekanisme yang terlibat, serta

17

pada aneka macam obat dan agen-agen pengoksidasi lain, baik in vitro atau in

vivo maka besi ferro (Fe2+) dalam molekul tersebut dikonversi menjadi besi ferri

(Fe3+) membentuk methemoglobin. Methemoglobin berwarna tua dan kalau

jumlahnya besar dalam sirkulasi, methemoglobin menyebabkan perubahan warna

kehitaman pada kulit. Karbon monoksida bereaksi dengan hemoglobin

membentuk karbon monoksihemoglobin. Afinitas hemoglobin untuk O2 jauh lebih

rendah dari pada afinitasnya dengan CO2 sehingga dapat menurunkan kapasitas

darah sebagai pengangkut O2. Dengan pemberian vitamin C dapat membantu

pelepasan Fe2+ dari ferritin (Fe3+) (Ganong 2001).

d. Hematokrit (PCV)

Hematokrit adalah persentase darah berupa sel. Tahanan aliran darah tidak

hanya ditentukan oleh radius pembuluh darah tapi juga oleh viskositas darah.

Pada pembuluh darah besar, peningkatan hematokrit menyebabkan peningkatan

yang cukup besar dari viskositas. Akan tetapi pembuluh darah yang kecil seperti

arteriol, kapiler dan venula, viskositas berubah lebih sedikit per unit perubahan

dalam hematokrit dibandingkan dengan pembuluh darah besar. Viskositas juga

dipengaruhi oleh komposisi plasma dan daya tahan sel terhadap deformasi

(Ganong 2001). Makin besar persentase sel dalam darah, maka makin besar

hematokritnya sehingga makin banyak pergeseran diantara lapisan-lapisan darah

dan pergeseran inilah yang menentukan viskositas. Peningkatan viskositas dapat

mengakibatkan aliran darah melalui pembuluh sangat lambat.