makalah radikal bebas

  • View
    144

  • Download
    0

Embed Size (px)

DESCRIPTION

free radical

Transcript

Key-word

BAB 1

Pendahuluan

1.1 Pemicu 2 Modul Kimia

Seorang laki-laki usia 45 tahun, datang ke klinik dengan keluhan batuk-batuk lama, hasil rontgen diduga terdapat peningkatan massa di paru-paru, laki-laki tersebut merokok sejak 12 tahun yang lalu, sehari minimal menghabiskan 1 bungkus rokok, jarang mengonsumsi buah-buahan dan sayur-sayuran.

1.2Key-words

Laki-laki 45 tahun, batuk-batuk lama Peningkatan massa di paru-paru Merokok sejak 12 tahun yang lalu, minimal 1 bungkus/hari Jarang konsumsi buah dan sayur

1.3Rumusan Masalah

Bagaimana proses kimiawi yang terjadi pada tubuh perokok yang jarang mengonsumsi buah dan sayuran?

1.4Analisis MasalahPeningkatan massa di paru-paruPenyebabRokokKandungan ZatPencegahanBuah dan SayurVitaminKandunganProses KimiaRadikal BebasAntioksidanMineralRedoksNikotinZat hasil pembakaranTarrrr

1.5Hipotesis

Terjadi reaksi redoks dan pembakaran tidak sempurna di dalam tubuh yang menyebabkan penumpukan radikal bebas sehingga adanya peningkatan massa di paru-paru.

1.6Learning Issues

1. Bagaimana reaksi redoks di dalam tubuh orang yang sehat dan pada perokok?2. Apa peranan enzim oksidoreduktase pada reaksi redoks?3. Apa pengaruh radikal bebas pada tubuh manusia?4. Apa saja kandungan pada rokok dan efeknya pada tubuh manusia?5. Apa yang dimaksud antioksidan dan bagaimana peranannya dalam menangkalradikal bebas?6. Zat apa saja yang ada di dalam buah dan sayur yang dapat mencegahterjadinya radikal bebas?

BAB 2

Pembahasan

2.1 Reaksi Redoks pada tubuh orang sehat dan pada tubuh perokok

Hampir semua reaksi kimia terjadi di dalam sel. Reaksi kimia yang terjadi di luar sel biasanya bertempat di pembuluh darah, interstitial (antar sel), serta di saluran pencernaan namun hal tersebut relatif sedikit jika dibandingkan dengan yang terjadi di dalam sel. Salah satu reaksi terpenting yang terjadi di dalam sel adalah oksidasi glukosa yang bertujuan untuk menghasilkan kalori demi memenuhi kebutuhan tubuh. Oksidasi glukosa dalam sebuah kalorimeter dengan oksigen berlebih menghasilkan karbondioksida dan air, berikut reaksi yang terjadi:

C6H12O6(s) + 6O2(g)6CO2(g) + 6H2O(l)

Reaksi ini menghasilkan energi bebas (energi yang langsung bisa dimanfaatkan karena sudah dalam bentuk energi / panas dan bukan berupa materi lagi) sebesar -2,880 kj/mol. Oksidasi sempurna glukosa dalam sel membebaskan eneri yang sama banyaknya dengan reaksi diatas namun oksidasi itu dapat tercapai pada temperatur tubuh ( 36OC-370C) dan teradi dalam beberapa tahap. Tahap-tahap oksidasi yang berkelanjutan secara serentak ini seringkali dimanfaatkan sel untuk mendorong reaksi-reaksi lain yang juga menghasilkan enargi bebas. Energi bebas ini lalu dimanfaatkan untuk reaksi pembentukkan molekul-molekul oranik kecil yang baru yang selanjutkan akan bereaksi dengan senyawa nitrogen / nutrien lain memebentuk molekul besar yang diperlukan organisme. Jadi, reaksi sintesis berlangsung akibat adanya energi sebagai pendorong. Dalam hal ini, oksidasi berlangsung secara bersama-sama dengan sintesis. Kondisi ini menyebabkan energi yang dihasilkan langsung digunakan untuk sintesis sehingga suhu tubuh relatif stabil. Energi yang diturunkan dalam oksidasi digunakan dalam sintesis molekul karya-energi dari suatu ester kompleks, asam fosfat, yaitu ATP (adenosin trifosdat).ATP adalah suatu sumber energi untuk banyak reaksi kimia dalam sel karena memiliki energi yang siap dibebaskan dan sangat diperlukan dalam mennyintesis komponen vital dari suatu organisme. ATP yang dihasilkan ini merupakan molekul besar yang kaya energi tetapi mudah melepaskan energi sesuai kebutuhan ( -30 kl/mol). Selanjutnya, ATP digunakan sebagai sumber energi karena zat ini mudah dihidrolisis dan mampu melepas energi bebas yang cukup besar. Energi yang tersedia dari hidrolisis ATP dimanfaatkan untuk menghasilkan semua energi pngerutan otot dalam pernafasan, detak jantung, maupun dalam gerakan-gerakan dasar. Susunan molekul ATP :

Tidak seperti glukosa, oksidasi karbohidrat dan nutrien lain memerlukan kerja katalik dari enzim (zat yang mempercepat reaksi dalam tubuh namun tidak ikut beraksi) dan koenzim (zat yang membantu proses reaksi yang dibutuhkan enzim). Biasanya molekul enzim ini terdiri dari banyak unsur dan memiliki ujung-ujung yang sering bermuatan (berupa ion logam, yaitu Fe, Cu, Zn, Co, Mn, vanadium, dan molibdenum). Tahap awal dalam proses oksidasi adalah adsorpsi oksigen secara ikatan kimia ke besi (Fe2+) dalam hemoglobin (Hb) dalam tubuh manusia agar dapat diangkut ke dalam sel. Di sini suatu senyawa yang mengandung heme kedua yang tidak ikut beredar dalam darah , mioglobin, menerima oksigen dan memegannya untuk dilepaskan selama oksidasi. Dalam oksidasi glukosa dimana atom H (untuk membentuk air), oksigen dilewatkan dari mioglobin ke suatu perangkat pigmenn sitokrom. Pada waktu yang sama, seperangkat katalis lain, flavoprotein, bertindak sebagai akseptor hidrogen dan donor elektron. Akibatnya hidrogen dan elektron dilewatkan sepanjang rantai angkutan katalis-katalis ke oksigen untuk mereduksinya menjadi air sementara sepasang elektron yang lain bergerak sepanjang rantai angkutan ini secara selang-seling direduksi dan dioksidasi. Banyak inhibitor yang memblokade lewatnya elektron, seperti karbonmonoksida (CO). Bila CO terikat pada hemoglobin menyebabkan pengikatan oksigen berkurang (terganggu) dalam heme maka proses oksidasi tidak dapat berlangsung.

Reaksi Kimia pada PerokokProses pembakaran rokok tidaklah berbeda dengan proses pembakaran bahan-bahan padat lainnya. Rokok yang terbuat dari daun tembakau kering, kertas dan zat perasa, dapat dibentuk dari unsur Carbon (C), Hidrogen (H), Oksigen (O), Nitrogen (N) dan Sulfur (S) serta unsur-unsur lain yang berjumlah kecil. Rokok secara keseluruhan dapat diformulasikan secara kimia yaitu sebagai (CvHwOtNySzSi).Dua reaksi yang mungkin terjadi dalam proses merokok1. Pertama adalah reaksi rokok dengan oksigen membentuk senyawa-senyawa seperti CO2, H2O, NOx, SOx, dan CO. Reaksi ini disebut reaksi pembakaran yang terjadi pada temperatur tinggi yaitu diatas 800oC. Reaksi ini terjadi pada bagian ujung atau permukaan rokok yang kontak dengan udara. reaksi pembakaran rokokCvHwOtNySzSi + O2 CO2+ NOx+ H2O + SOx + SiO2 Kett: Abu, pada suhu 800oC2. Reaksi yang kedua adalah reaksi pemecahan struktur kimia rokok menjadi senyawa kimia lainnya. Reaksi ini terjadi akibat pemanasan dan ketiadaan oksigen. Reaksi ini lebih dikenal dengan pirolisa. Pirolisa berlangsung pada temperatur yang lebih rendah dari 800oC. Sehingga rentang terjadinya pirolisa pada bagian dalam rokok berada pada area temperatur 400-800oC. Ciri khas reaksi ini adalah menghasilkan ribuan senyawa kimia yang strukturnya komplek. reaksi pirolisaCvHwOtNySzSi 3000-an senyawa kimia lainnya + panas produkKett: pada suhu 400-800oCWalaupun reaksi pirolisa tidak dominan dalam proses merokok, tetapi banyak senyawa yang dihasilkan tergolong pada senyawa kimia yang beracun yang mempunyai kemampuan berdifusi dalam darah. Proses difusi akan berlangsung terus selagi terdapat perbedaan konsentrasi. Tidak perlu disangkal lagi bahwa titik bahaya merokok ada pada pirolisa rokok. Sebenarnya produk pirolisa ini bisa terbakar bila produk melewati temperatur yang tinggi dan cukup akan Oksigen. Hal ini tidak terjadi dalam proses merokok karena proses hirup dan gas produk pada area temperatur 400-800oC langsung mengalir kearah mulut yang bertemperatur sekitar 37OC.

2.2 Peranan enzim oksidureduktase pada reaksi redoksApa peranan enzim oksidoreduktase pada reaksi redoks?Enzim oksidoreduktase adalah enzim yang berperan dalam oksidasi dan reduksi . Enzim Oksidoreduktase mengkatalisa reaksi oksidasi dan reduksi, misalnya alkohol : oksidoreduktase NAD mengkatalisa oksidasi alkohol menjadi aldehid. Enzim ini melepaskan 2 buah elektron seperti 2 buah hidrogen dari alkohol untuk menghasilkan aldehid. Berikut ini grafik reaksi dengan menggunakan enzim dan tanpa menggunakan enzim. Penggunaan enzim dapat menurunkan energy aktivasi Enzim oksidoreduktase diklasifikasikan menjadi empat kelompok : oksidase, dehidrogenase, hidroperoksidase, dan oksigenase.

1. Oksidase, memindahkan 2 elektron dari donorke oksigen, biasanya menyebabkan pembentukan peroksida hidrogen, 2. Oksigenase, mengkatalisa penggabungan ke-dua atom oksigen kedalam suatu substrat tunggal.3. Hidroksilase, menggabungkan sebuah atom molekul oksigen kedalam substrat; oksigen yang kedua timbul seperti air. 4. Peroksidase, mempergunakan peroksida hidrogen selain dari oksigen sebagai oksidan, peroksida NADH mengkatalisa reaksi5. Katalase, unik didalam peroksida hidrogen bekerja baik sebagai donor maupun akseptor. Katalase berfungsi didalam sel untuk mendetoksifikasikan peroksida hidrogen.2.3Pengaruh Radikal Bebas Pada Tubuh ManusiaRadikal bebas dan senyawa oksigen reaktif (SOR) pada umumnya merupakan senyawa oksidan yang kuat, namun derajat kekuatannya berbeda. Dampak negatif tersebut timbul karena reaktivitas senyawa oksigen reaktif merusak komponen seluler yang penting untuk mempertahankan integritas dan kehidupan sel. Oleh sebab itu, meningkatnya kejadian penyakit kardiovaskuler, aterosklerosis, diabetes mellitus, dan kanker tampaknya berkaitan dengan tingginya radikal bebas dan senyawa oksigen reaktif. Senyawa radikal bebas akan segera menyebrang biomolekul yang ada di sekelilingnya. Dampak reaktifitas senyawa radikal bebas bisaterjadi pada seluruh komponen biomolekul, seperti asam nukleat (misalnya DNA dan RNA), asam lemak tak jenuh pada membrane sel, polisakarida, maupun protein. Diantara senyawa oksigen reaktif, yang paling berbahaya adalah radikal hidrogsil. Radikal bebas yang terdapat dalam endotel akan bereaksi dengan nitrit oksida menjadi peroksinitrit, yang merupakan prooksidan reaktif dan menyebabkan kerusakan sel endotel. Kerusakan sel endotel pembul