Sampai detik ini, oksigen adalah salah satu molekul paling vital yang kita butuhkan untuk menopang kehidupan manusia. Namun siapa yang menyangka bahwa oksigen juga memberikan salah satu kontribusi terhadap pembatasan umur manusia—alias penuaan—karena oksigen merupakan sumber utama stres oksidatif yang terkait dengan penuaan sel, dan proses degeneratif lain.
Kelvin Davies P.hD : very hard to live without oxygen, but it is also extremely hard to live with oxygen
Mengapa bisa demikian?
Oksigen dibutuhkan untuk membuat energi (ATP) melalui serangkaian proses yang disebut electron transport chain (ETC). Dalam proses ini, oksigen bertindak sebagai akseptor elektron terakhir, memungkinkan ETC tetap berjalan dan ATP terus diproduksi.
Proses “ideal” yang seharusnya terjadi:
NADH → Complex I → CoQ → Complex III → cytochrome c → Complex IV → O₂ → H₂O
Dalam kondisi ideal, inilah mekanisme energi yang kita harapkan dari tubuh, jalur ini berlangsung tanpa masalah. Namun sayangnya, realita tidak sesempurna itu.
Terkadang mitokondria mengalami kebocoran elektron yang membuatnya bereaksi dengan oksigen sebelum waktunya. Oksigen adalah molekul triplet biradikal (artinya ia membawa dua elektron tidak berpasangan) dan karenanya bersifat reaktif, meskipun tidak agresif seperti radikal bebas lainnya. Karena pembatasan mekanika kuantum, oksigen hanya dapat menerima satu elektron pada satu waktu.
Masalahnya, ketika oksigen hanya menerima satu elektron, ia berubah menjadi superoksida.
Apa itu superoksida?
Superoksida adalah salah satu bentuk reactive oxygen species (ROS). Molekul ini cukup reaktif dan dapat menyerang beberapa komponen sel, serta berkontribusi pada kerusakan. Bahkan superoksida juga dapat mengalami reaksi lanjutan yang menghasilkan bentuk ROS yang lebih kuat, radikal hidroksil contohnya yang menyerang mitokondria, membran sel & DNA yang pada gilirannya menyebabkan penuaan sel, penyakit degeneratif hingga kanker.
Proses-proses ini merupakan bagian dari fisiologi normal tubuh. Artinya, ini adalah hal yang tidak mungkin dihindari. Bahkan jika kita membayangkan menjadi manusia yang “sempurna”—terhindar dari polusi, radiasi, rokok, alkohol, dan menjalani pola makan serta gaya hidup ideal—kebocoran elektron tetap terjadi, dan penuaan tidak bisa dihindari. Diperkirakan sekitar 0,2–2% oksigen yang kita konsumsi mengalami kebocoran elektron.
ROS juga dihasilkan dari proses fisiologis lainnya. Karena itulah tubuh membangun sistem pertahanan antioksidan seperti SOD dan glutathione peroxidase untuk meminimalkan ROS.
Jika oksigen memiliki risiko, mengapa tubuh tetap menggunakannya?
Karena, bagaimanapun juga, oksigen adalah molekul yang luar biasa. Dengan adanya oksigen, tubuh dapat menghasilkan energi dalam jumlah besar dengan sangat efisien—sekitar 32 ATP dari satu molekul glukosa. Dibandingkan jalur lain, metabolisme oksigen (aerobik) adalah jalur paling efisien dan paling menguntungkan bagi organisme kompleks seperti manusia.
Referensi :
- Zhao RZ, Jiang S, Zhang L, Yu ZB. Mitochondrial electron transport chain, ROS generation and uncoupling (Review). Int J Mol Med. 2019 Jul;44(1):3-15. doi: 10.3892/ijmm.2019.4188. Epub 2019 May 8. PMID: 31115493; PMCID: PMC6559295.
- Chaudhry R, Varacallo MA. Biochemistry, Glycolysis. [Updated 2023 Aug 8]. In: StatPearls [Internet]. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing; 2025 Jan-. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK482303/
- Davies KJ. The Oxygen Paradox, oxidative stress, and ageing. Arch Biochem Biophys. 2016 Apr 1;595:28-32. doi: 10.1016/j.abb.2015.11.015. PMID: 27095211; PMCID: PMC4838776.
- Shah MN, Vidya KA, Banga MK. Role of Free Radicals and Reactive Oxygen Species in Biological Systems-A Comprehensive Review. International Journal of Drug Research And Dental Science. 2023 Aug 3;4:28–41.
