Tubuh manusia adalah sebuah sistem kimia yang kompleks, dan di dalamnya selalu terjadi reaksi-reaksi untuk menghasilkan energi dan menjaga fungsi vital. Namun, dalam proses metabolisme yang berjalan setiap detik ini, seringkali terbentuk molekul yang tidak stabil dan sangat reaktif yang dikenal sebagai radikal bebas. Molekul-molekul ini, jika jumlahnya berlebihan dan tidak dinetralkan, dapat menyebabkan kerusakan seluler luas yang dikenal sebagai stres oksidatif.
Memahami apa itu radikal bebas dan jenis-jenis utamanya adalah langkah awal untuk menjaga kesehatan. Radikal bebas adalah atom, molekul, atau ion yang memiliki satu atau lebih elektron tidak berpasangan di kulit terluarnya. Keberadaan elektron tunggal ini membuat mereka "haus" akan pasangan, sehingga mereka akan mencuri elektron dari molekul stabil di sekitarnya—seperti DNA, protein, atau membran sel—menjadikan molekul yang dicuri tersebut menjadi radikal bebas baru, menciptakan reaksi berantai yang merusak.
Meskipun sebagian besar radikal bebas dihasilkan secara alami sebagai produk sampingan metabolisme (misalnya, saat tubuh mengubah makanan menjadi energi di mitokondria), paparan lingkungan yang buruk dapat meningkatkan produksinya secara drastis. Beberapa sumber utama termasuk:
Radikal bebas tidak hanya satu jenis molekul. Ada berbagai bentuk Species Oksigen Reaktif (ROS) dan Species Nitrogen Reaktif (RNS) yang berperan dalam kerusakan sel. Mengenal jenis spesifiknya membantu kita memahami mekanisme kerusakan yang terjadi:
Ini mungkin adalah radikal bebas yang paling umum dihasilkan di dalam tubuh, terutama di dalam mitokondria saat rantai transpor elektron bekerja. Meskipun sangat reaktif, ia memiliki umur yang relatif pendek dan cepat diubah menjadi bentuk lain (seperti hidrogen peroksida) oleh enzim antioksidan utama, yaitu Superoksida Dismutase (SOD).
Meskipun secara teknis bukan radikal bebas (karena tidak memiliki elektron tunggal), hidrogen peroksida sering diklasifikasikan bersama mereka karena ia dapat dengan mudah bereaksi dengan ion logam transisi (seperti besi atau tembaga) melalui Reaksi Fenton, menghasilkan radikal yang jauh lebih berbahaya.
Inilah "raja" kerusakan. Radikal hidroksil dianggap sebagai radikal bebas yang paling merusak karena sangat reaktif. Ia akan menyerang hampir semua molekul biologis dalam jangkauannya, termasuk DNA, lipid, dan protein. Sumber utamanya seringkali berasal dari aktivasi $\text{H}_2\text{O}_2$ oleh logam.
Radikal ini memainkan peran sentral dalam proses peroksidasi lipid—proses di mana radikal bebas menyerang membran sel yang kaya akan lemak tak jenuh ganda. Peroksil radikal sangat penting dalam kerusakan membran sel yang menyebabkan disfungsi organel.
Ini adalah contoh Species Nitrogen Reaktif (RNS). Meskipun dalam kadar rendah Oksida Nitrat (Nitric Oxide) sangat penting untuk sinyal seluler dan vasodilatasi (pelebaran pembuluh darah), ketika berlebih atau bereaksi dengan radikal superoksida, ia membentuk Peroksininitrit ($\text{ONOO}^-$), senyawa yang sangat toksik dan menyebabkan kerusakan nitrasi pada protein dan DNA.
Ketika produksi macam macam radikal bebas melebihi kapasitas tubuh untuk menetralkannya dengan antioksidan (vitamin C, E, glutathione, dll.), terjadilah stres oksidatif. Stres oksidatif kronis dikaitkan dengan percepatan penuaan dan berbagai penyakit degeneratif, termasuk:
Oleh karena itu, strategi pencegahan selalu menekankan pada pengurangan paparan pemicu radikal bebas dan peningkatan asupan makanan kaya antioksidan untuk menjaga keseimbangan yang sehat di dalam tubuh.