Kondisi biologis yang dikenal sebagai stres oksidatif disebabkan oleh ketidakseimbangan antara kapasitas sistem antioksidan tubuh untuk menghilangkan spesies oksigen reaktif (ROS) dan penciptaannya [1]. ROS adalah molekul reaktif kimia yang mengandung oksigen, seperti superoksida (O₂•⁻), hidrogen peroksida (H₂O₂), dan radikal hidroksil (•OH), dan ditandai dengan memiliki satu atau lebih elektron tidak berpasangan, yang membuatnya sangat reaktif [2]. Tubuh secara alami memproduksi bahan kimia ini sebagai produk sampingan dari beberapa proses metabolisme, terutama respirasi seluler di mitokondria [3]. ROS berfungsi sebagai sinyal intraseluler pada konsentrasi rendah dan terlibat dalam sejumlah proses fisiologis, termasuk respons imunologis, proliferasi sel, transduksi sinyal, dan regulasi gen [4]. Namun, akumulasi spesies reaktif terjadi ketika jumlah ROS melampaui kapasitas sistem antioksidan tubuh, yang menyebabkan stres oksidatif dan jenis kerusakan sel lainnya [5]. Stres oksidatif telah menarik banyak perhatian dalam penelitian klinis dan biologis karena keterlibatannya yang penting dalam sejumlah gangguan patologis.
Menurut bukti ilmiah, stres oksidatif berperan dalam patofisiologi beberapa penyakit kronis dan degeneratif, seperti kanker [6], diabetes mellitus [7], penyakit kardiovaskular [8], penyakit neurodegeneratif (seperti Parkinson dan Alzheimer) [9], gangguan reproduksi [10], penyakit hati [11], dan penuaan itu sendiri [12]. Dalam hal ini, ROS berfungsi sebagai agen penyebab yang mendorong penghancuran makromolekul yang signifikan, termasuk lipid, protein, dan asam nukleat, serta produk sampingan dari penyakit seluler [13]. Kerusakan pada molekul-molekul ini mengakibatkan kerusakan jaringan dan sel, yang dapat mempercepat perjalanan penyakit. Secara global, kondisi terkait stres oksidatif berkontribusi secara signifikan terhadap morbiditas dan mortalitas. Misalnya, penyakit kardiovaskular—banyak di antaranya memiliki stres oksidatif sebagai pendorong patologis utama—menyumbang sekitar 17,9 juta kematian per tahun di seluruh dunia, mewakili 32% dari semua kematian global, menurut Organisasi Kesehatan Dunia 2023 [14].
Menurut penelitian klinis, stres oksidatif juga berkontribusi pada kejengkelan proses inflamasi kronis yang mendasari sejumlah penyakit degeneratif dan metabolik [15]. ROS dapat memicu jalur pensinyalan termasuk NF-κB dan MAPK, yang pada gilirannya memicu produksi enzim prooksidatif, sitokin pro-inflamasi, dan kemokin, yang semuanya memperburuk kerusakan jaringan [16]. Namun, sel juga mencakup sistem antioksidan, yang mencakup komponen enzimatik (seperti glutathione peroxidase, catalase, dan superoxide dismutase) dan non-enzimatik (seperti vitamin C, vitamin E, glutathione, flavonoid, dan karotenoid) [17]. Sistem ini bekerja untuk menjaga keseimbangan redoks sel dan menghentikan ROS menumpuk terlalu banyak. Jalur Nrf2-Keap1 harus diaktifkan untuk merespons stres oksidatif dengan memicu produksi gen yang bersifat protektif dan antioksidan. Untuk pembaca yang mencari latar belakang tambahan tentang biologi redoks, ulasan terbaru memberikan diskusi terperinci tentang jaringan pensinyalan redoks, regulasi antioksidan seluler, dan teknik pengukuran ROS [18]. Stres oksidatif adalah target utama dalam pengembangan ilmiah dan terapeutik teknik intervensi dan terapi untuk sejumlah gangguan. Penggunaan suplemen antioksidan untuk mengurangi efek stres oksidatif telah diteliti secara ekstensif dalam studi klinis, model hewan, dan aplikasi nutraceutical [19-21]. Namun, tergantung pada jenis penyakit, tahap perkembangan, bentuk dan dosis antioksidan, dan keadaan fisiologis individu, hasil dari strategi ini seringkali bervariasi.
Meskipun penelitian ekstensif, suplementasi antioksidan dalam uji klinis telah menghasilkan hasil yang tidak konsisten, dan dalam beberapa kasus, asupan berlebihan telah dikaitkan dengan efek samping, menggarisbawahi kompleksitas modulasi stres oksidatif dalam terapi. Ini menyoroti perlunya pemahaman menyeluruh tentang mekanisme stres oksidatif untuk merancang strategi pengobatan yang lebih individual dan efektif. Artikel ulasan ini bertujuan untuk mengkaji secara komprehensif mekanisme molekuler stres oksidatif, mulai dari sumber pembentukan ROS, jenis ROS, hingga jalur pensinyalan yang terlibat dalam kerusakan sel. Selain itu, sistem pertahanan antioksidan, peran stres oksidatif dalam berbagai penyakit, dan potensi perawatan dan taktik intervensi yang sedang diteliti dibahas. Diantisipasi bahwa artikel ini akan menawarkan pemahaman menyeluruh dan berfungsi sebagai referensi ilmiah yang bermanfaat dalam penelitian stres oksidatif dan praktik klinis dengan memasukkan beberapa penemuan dari literatur terbaru. Keadaan biologis yang dikenal sebagai stres oksidatif disebabkan oleh ketidakseimbangan antara kapasitas sistem antioksidan tubuh untuk menetralkan spesies oksigen reaktif (ROS) dan pembuatannya. ROS yang berlebihan dapat membahayakan biomolekul vital seperti protein, lipid, dan DNA, yang menyebabkan disfungsi sel dan jaringan. Disfungsi ini berkontribusi pada patofisiologi berbagai penyakit kronis dan degeneratif, termasuk kanker, diabetes, penyakit kardiovaskular, gangguan neurodegeneratif, dan penuaan. Dengan mempromosikan peradangan kronis, jalur pensinyalan yang diaktifkan ROS seperti NF-κB dan MAPK semakin memperburuk kondisi ini. Meskipun tubuh memiliki sistem pertahanan antioksidan enzimatik dan non-enzimatik, stres oksidatif yang parah dapat membanjiri kemampuan mereka. Akibatnya, penelitian biomedis semakin berfokus pada strategi terapeutik yang bertujuan untuk mengurangi stres oksidatif, baik dengan mengaktifkan jalur pelindung seperti Nrf2-Keap1 atau melalui suplementasi antioksidan. Namun, banyak faktor yang mempengaruhi kemanjuran intervensi ini, dan hasil klinis tetap tidak konsisten. Oleh karena itu, penelitian di masa depan harus memprioritaskan pengembangan inhibitor jalur ROS selektif—seperti penghambat spesifik isoform NOX atau antioksidan yang ditargetkan mitokondria—untuk mempertahankan pensinyalan ROS yang bermanfaat sambil menekan sumber patologis; identifikasi biomarker stres oksidatif yang andal, termasuk pencitraan redoks real-time, plasma 8-OHdG, dan profil karbonasi protein, untuk deteksi dini penyakit dan pemantauan terapi; Kemajuan Redoks Presisi
kedokteran dengan mengintegrasikan profil genomik, metabolomik, dan proteomik untuk menyesuaikan strategi antioksidan dengan fenotipe redoks individu; eksplorasi intervensi gabungan yang melibatkan modifikasi makanan, aktivitas fisik, dan modulasi farmakologis daripada mengandalkan terapi antioksidan agen tunggal; dan penyelidikan regulasi epigenetik homeostasis redoks untuk merancang intervensi jangka panjang yang dapat memprogram ulang kapasitas antioksidan seluler.
Penulis: Prof. Dr. Imam Mustofa, drh., M.Kes.
