Tridarma perguruan tinggi: pendidikan/ pengajaran, pengabdian dan penelitian

Thursday, June 9, 2016

Mengapa Hidrogen Peroksida (H2O2) Beracun Bagi Sel?

Hidrogen Piroksida (H2O2) adalah suatu senyawa oksidator kuat, Asam lemah yang bisa larut dalam air. Hidrogen peroksida sangat berbahaya karena menyebabkan bahaya serius hingga kematian.


Dalam kehidupan sekarang ini hidrogen peroksida (H2O2) biasa digunakan sebagai disinfektan, pembersih, pemutih dan bahkan bahan kosmetik. Namun penggunaan zat ini sangat berbahaya apabila tidak didasari pemahaman kuat apalagi digunakan untuk tubuh dan makanan karena sangat tidak dianjurkan karena zat ini mudah bereaksi (oksidan kuat) dan korosif.

Jika tertelan dapat Menelan menyebabkan kerusakan lambung dengan adanya iritasi atau tukak lambung dengan gejala yang muncul seperti mual, muntah, hingga muntah darah (hematemesis). Selain itu mengakibatkan kerusakan di paru-paru. Menelan zat ini juga bisa menyebabkan kelesuan, kebingungan, kejang hingga koma. Menghirup larutan hidrogen peroksida kadar tinggi dapat menyebabkan batuk dan pembengkakan selaput lendir.

Jika masuk melalui pembuluh darah dengan cara pemberian misalnya melalui infus dapat menyebabkan peradangan pembuluh darah di tempat suntikan, embolisme gas, dan reaksi alergi yang berpotensi mengancam nyawa. 

Hidrogen poliroksida dilarang digunakan untuk mengobati luka dalam atau luka bakar serius. Karena dapat menyebabkan luka bakar yang lebih luas pada kulit. Selain itu zat ini dihirup, ditelan, kontak dengan kulit maupun mata dapat menyebabkan luka parah dapat menyebabkan iritasi mata hingga kerusakan mata dan kerusakan organ tubuh lainnya. Paparan larutan hidrogen peroksida yang lebih pekat (konsentrasi zat > 10%) dapat menyebabkan ulkus atau perforasi kornea.

Keracunan hidrogen peroksida dapat menimbulkan beberapa gejala seperti sakit tenggorokan, batuk, pusing, mual, sesak napas, bintik putih kemerahan di kulit, kulit terbakar, penglihatan kabur, luka bakar dalam yang parah, dan sakit perut.

Pada dosis konsentrasi hingga 3 persen, hidrogen peroksida diketahui dapat menyebabkan iritasi dan luka pada mulut, kerongkongan dan usus bila dikonsumsi secara oral. Bila langsung bersentuhan dengan kulit, senyawa ini juga bisa mengakibatkan iritasi dan gatal-gatal.

Hidrogen Peroksida (H2O2) Di Dalam Sel / Tubuh 

Secara alami, hidrogen peroksida juga terdapat di dalam tubuh makhluk hidup. Zat ini sebagai produk sampingan berbagai proses biokimia yang terjadi di dalam sel. senyawa ini sangat beracun bagi sel tubuh karena dapat mengoksidasi protein, membran lipid serta DNA yang bersentuhan dengan dengan zat ini. Di dalam sel tubuh zat ini jika tidak segera diurai, maka sel tubuh dapat mengalami kerusakan yang akhirnya akan memicu kematian sel.
Akan tetapi tubuh makhluk hidup memiliki cara khas untuk mencegah kerusakan sel tersebut akibat beracunnya zat ini. 

Bagaimana cara sel dalam menguraikan H2S2 tersebut yaitu dengan adanya agen antioksidan bernama enzim katalase. Setiap sel makhluk hidup memiliki sistem ini, enzim katalase yang berfungsi untuk mengurai H202 di dalam sel sehingga menjadi air (H2O) dan oksigen (O2). sebelum Hidogen Peroksida (H2O2) menimbulkan kerusakan serius karena bersifat toksik maka dirubah menjadi air (H2O) dan oksigen (O2) yang tidak berbahaya. 

Kerja sel-sel imunitas tubuh juga menggunakan hidrogen peroksida untuk menghancurkan patogen (benda asing) seperti bakteri, virus, dan agen infeksi lainnya. Sel imun dalam bekerjanya dengan cara yang sangat terkontrol sehingga tidak membahayakan sel sel tubuh yang lain. Senyawa H2O2 ini didalam sel imun disimpan dalam ruangan khusus/organel sel bernama fagosom. Fagosom digunakan untuk membunuh patogen setelah "ditelan" oleh sel imunitas. H202 diluar organel fagosom akan langsung diuraikan oleh enzim katalase.

Hidrogen peroksida (H2O2) adalah sisa metabolisme aerob pada sel yang bersifat toksik (beracun) bagi sel tubuh. Setiap Hidrogen peroksida (H202) yang muncul di dalam tubuh akan langsung diurai oleh enzim katalase menjadi menjadi air (H2O) dan oksigen (O2)sebelum memberikan kerusakan yang besar bagi jaringan tubuh. Namun bila jumlah Hidrogen peroksida (H202) tersebut terlalu banyak dari yang bisa ditangani, kerusakan jaringan pun akan terjadi dan bisa berujung pada kematian.

Hidrogen peroksida (H202) merupakan produk sampingan yang tidak diinginkan dan berbahaya bagi tubuh. Contohnya Hidrogen peroksida (H202) dapat terbentuk dari pemecahan asam amino dan asam lemak. Hidrogen peroksida terbentuk dari oksigen yang mengalami reduksi dua elektron. Pada sistem biokima sel, hidrogen peroksida terbentuk dari superoksida. Dua molekul superoksida dapat bereaksi membentuk hidrogen peroksida dan oksigen 2 O₂ + 2H ---> H₂O₂ + O₂.

Bila dalam tubuh tertimbun Hidrogen peroksida (H202) sel-sel dalam tubuh terutama organ hati dapat rusak sebab Hidrogen peroksida (H202) bersifat racun dalam tubuh. Karena hidrogen peroksida dapat diubah menjadi radikal hidroksil yang dapat menyebabkan peroksidasi lipid pada membran sel sehingga terjadi kerusakan sel. Apabila hati rusak, maka hati tidak dapat menghasilkan enzim yang dapat menetralkan racun. Sehingga dapat terserang penyakit dan gangguan seperti :

a. Penyakit fibrosis ginjal progresif.
b. Akatalasia, yaitu terjadinya hemolisis pada sel-sel darah merah.
c. Vitiligo, yaitu penyakit kulit yang ditandai dengan adanya makula putih yang dapat meluas di beberapa bagian tubuh.
d. Rambut beruban disebabkan tubuh terlalu banyak menghasilkan hidrogen peroksida. Senyawa ini menghalangi produksi melamin, yaitu pigmen yang memberikan warna bagi kulit dan rambut. Banyaknya senyawa hidrogen peroksida yang dihasilkan tidak seimbang dengan produksi katalase dalam tubuh.

Di dalam sel Hidrogen peroksida (H202) dikumpulkan dalam peroksisom kemudian didegradasi oleh enzim katalase menjadi hidrogen dan oksigen (H₂O₂ ---> H₂O + ½ O₂).

Kerja enzim katalase dipengaruhi oleh beberapa faktor, salah satunya adalah derajat keasaman (pH). Enzim katalase dapat bekerja maksimal dalam pH netral.

Enzim katalase dihasilkan di hati. Fungsi enzim katalase adalah dapat menguraikan (menetralkan) hidrogen perioksida (H₂O₂).

Enzim katalase adalah senyawa yang dibentuk oleh sel tubuh organisme, yakni di dalam organel badan mikro: peroksisom. 

Kerja enzim dipengaruhi oleh derajat keasaman (pH) dan suhu. Pada pH terlalu asam dan basa, enzim menjadi non aktif, sehingga tidak dapat bekerja. Sedangkan pada saat dididihkan, suhu menjadi tinggi sehingga enzim menjadi rusak (denaturasi). Enzim adalah protein yang berperan sebagai katalis dalam metabolisme makhluk hidup. Salah satu enzim yang di dahasilkan tubuh adalah enzim katalase.

Enzim katalase termasuk ke dalam golongan desmolase, yaitu enzim yang dapat memecahkan ikatan C-C atau C-N pada substrat yang diikatnya. Enzim katalase juga dapat ditemukan dalam sistem pencernaan hewan ataupun manusia. 

Kegunaan enzim katalase pada hewan dan manusia adalah untuk menguraikan Hidogen Peroksida (H2O2), yang merupakan senyawa racun dalam tubuh yang terbentuk pada proses pencernaan makanan. Namun, Enzim katalase yang dihasilkan peroksisom pada hati akan mengalami denaturasi (kerusakan) pada suhu yang tinggi ataupun pada suasana asam dan basa. Enzim katalase bekerja secara optimal pada suhu kamar (±30 0C) dan suasana netral.

HIDROGEN PEROKSIDA
Hidrogen peroksida dengan rumus kimia H2O2 ditemukan oleh Louis Jacques Thenard di tahun 1818. Bahan baku pembuatan hidrogen peroksida adalah gas hidrogen (H2) dan gas oksigen (O2). Senyawa ini merupakan bahan kimia organik yang memiliki sifat oksidator kuat dan bersifat racun dalam tubuh. Oleh karena itu, senyawa peroksida harus segera di uraikan menjadi air (H2O) dan oksigen (O2) yang tidak berbahaya. Dan enzim katalase mempercepat reaksi penguraian peroksida (H2O2) menjadi air (H2O) dan oksigen (O2). Penguraian peroksida (H2O) ditandai dengan timbulnya gelembung.

Bentuk reaksi kimianya adalah:

2H2O2 --> 2H2O + O2

H2O2 tidak berwarna, berbau khas agak keasaman, dan larut dengan baik dalam air. Dalam kondisi normal (kondisi ambient), hidrogen peroksida sangat stabil dengan laju dekomposisi yang sangat rendah, kira-kira kurang dari 1% per tahun. Mayoritas pengunaan hidrogen peroksida adalah dengan memanfaatkan dan merekayasa reaksi dekomposisinya, yang intinya menghasilkan oksigen. Pada tahap produksi hidrogen peroksida, bahan stabilizer kimia biasanya ditambahkan dengan maksud untuk menghambat laju dekomposisinya. Termasuk dekomposisi yang terjadi selama produk hidrogen peroksida dalam penyimpanan. Selain menghasilkan oksigen, reaksi dekomposisi hidrogen peroksida juga menghasilkan air (H2O), dan panas. Reaksi dekomposisi eksotermis yang terjadi adalah sebagai berikut:

H2O2 -> H2O + 1/2O2 + 23.45 kcal/mol + kalor (panas)

Faktor-faktor yang mempengaruhi reaksi dekomposisi hidrogen peroksida adalah:

1. Bahan organik tertentu, seperti alkohol dan bensin

2. Katalis, seperti Pd, Fe, Cu, Ni, Cr, Pb, Mn

3. Temperatur, laju reaksi dekomposisi hidrogen peroksida naik sebesar 2.2 x setiap kenaikan 10oC (dalam range temperatur 20-100oC)

4. Permukaan container yang tidak rata (active surface)

5. Padatan yang tersuspensi, seperti partikel debu atau pengotor lainnya

6. Makin tinggi pH (makin basa) laju dekomposisi semakin tinggi

7. Radiasi, terutama radiasi dari sinar dengan panjang gelombang yang pendek

Salah satu keunggulan hidrogen peroksida dibandingkan dengan oksidator yang lain adalah sifatnya yang ramah lingkungan karena tidak meninggalkan residu yang berbahaya. Kekuatan oksidatornya pun dapat diatur sesuai dengan kebutuhan.


No comments:

Post a Comment