Moko Apt

Menebar Ilmu Pengetahuan

Metabolisme Benzo[a]piren

1 Comment


Benzo[a]piren adalah salah satu senyawa yang menginduksi enzim sitokrom P450 dan mempercepat metabolisme dari beberapa obat, misal teofilin, Benzo[a]piren, C20H12 adalah lima cincin polisiklik aromatik hidrokarbon yang bersifat mutagenik dan sangat karsinogenik. Benzo[a]piren berbentuk kristal kuning yang padat.

Benzo[a]piren adalah produk yang tidak sempurna dari pembakaran pada temperatur antara 300°C dan 600°C. Benzo[a]piren dapat ditemukan pada permukaan batubara, gas buangan terutama dari mesin diesel, dan asap rokok. Penelitian baru-baru ini diketahui bahwa tingkat benzo[a]piren pada makanan yang dipanggang atau dibakar secara signifikan lebih tinggi daripada yang tidak dipanggang, meskipun tidak menutup kemungkinan bahwa makanan yang tidak dipanggang tidak bersifat karsinogenik.

Beberapa penelitian yang dilakukan tiga dekade terakhir telah diperoleh informasi bahwa terdapat hubungan antara benzo[a]piren dan kanker. Akan menjadi sangat sulit untuk menghubungkan antara kanker dengan sumber benzo[a]piren yang spesifik, terutama pada manusia. Peneliti dari Kansas State University telah menemukan hubungan antara vitamin A dengan emfisema pada perokok, dimana benzo[a]piren dapat menyebabkan defisiensi, karena senyawa ini menginduksi defisiensi vitamin A pada tikus.

Struktur kimia benzo[a]piren

Bukti molekuler pertama kali ditemukan 18 Oktober 1996, disimpulkan terdapat hubungan antara komponen dalam tembakau dengan kanker paru-paru pada perokoknya. Senyawa kimia yang ditemukan dalam perokok tembakau yaitu benzo[a]piren dapat menyebabkan kerusakan genetik pada sel paru yang identik dengan kerusakan pada DNA, seperti tumor paru yang ganas.

Asap rokok yang masuk dalam saluran pernafasan terabsorpsi pada membran saluran pernafasan dalam bentuk PM (partikel molekuler). Kemudian, oleh P-glikoprotein dibawa ke sel-sel hati. Di dalam sel hati, benzo[a]piren dimetabolisme menjadi 3-OH-BaP, 9-OH-BaP, Bap-7,8-diol,  BaP-9-sulfat, dan BaP 9 glukoronidase.

Pada tahun 2001 National Cancer Institute menemukan bahwa tingkat benzo[a]piren meningkat secara signifikan lebih tinggi pada makanan yang matang seperti pada barbeque, steak, ayam berkulit, dan hamburger. Peneliti dari Jepang menunjukkan daging sapi yang telah dimasak matang mengandung mutagen, yaitu senyawa kimia yang dapat menyebabkan perubahan stukutur kimia dari DNA.

Struktur kimia dari benzo[a]piren yang karsinogenik

Sebenarnya, benzo[a]piren tidak toksik pada tubuh tetapi metabolitnya yang berupa hasil epoksidasi dan oksidasi dapat menyebabkan tumorogenesis hingga karsinogenesis.

Benzo[a]piren diol epoksida ((+)-7R,8S-dihidroksi-9S,10R-epoksi-7,8,9,10-tetrahidrobenzo[a]piren) adalah produk karsinogenik dari tiga reaksi enzimatik. Benzo[a]piren pertama diaktivasi oleh sitokrom P4501A1 untuk membentuk (+)-benzo[a]piren 7,8-oksida diantara produk yang lain. Kemudian, (+)-benzo[a]piren 7,8-oksida dimetabolisme oleh epoksida hidrolase untuk menghasilkan (-)-benzo[a]piren-7,8,dihidrodiol. Lalu senyawa ini membentuk karsinogen yang utama setelah bereaksi dengan  sitokrom P4501A1 untuk menghasilkan benzopiren diol epoksida ((+)-7R,8S-dihidroksi-9S,10R-epoksi-7,8,9,10-tetrahidrobenzo[a]piren). Dua karbon dari epoksida bersifat hidrofilik karena ketidakseimbangan pembagian elektron dengan oksigen. Hasilnya molekul ini berinterkalasi dalam DNA dengan berikatan kovalen dengan nukleofilik guanin nukleobasa pada posisi N2. Pada penyinaran dengan sinar X dapat diketahui perubahan pada DNA. Hal ini dapat mengganggu proses normal pengkopian DNA dan mungkin dapat menyebabkan kanker. Mekanisme aksi ini sama pada aflatoksin dengan berikatan pada posisi N7 pada guanin.

Benzo[a]piren menginduksi sitokrom P4501A1 (CYP1A1) pada konsentrasi yang tinggi dengan berikatan dengan reseptor aromatik hidrokarbon dalam sitosol. Selama berikatan reseptor transformer mentranslokasikan pada nukleus dimana terjadi dimerisasi dengan AHNT (aryl hydrocarbon nuclear translocator) kemudian berikatan dengan bagian respon xenobiotik pada lokasi upstream DNA pada gen tertentu. Proses ini meningkatkan transkripsi pada gen tertentu, seperti CYP1A1, yang diikuti dengan peningkatan produksi protein CYP1A1. Proses ini sama dengan induksi CYP1A1 dengan biphenyl polyclorinasi tertentu dan dioxin. Benzo[a]piren telah ditemukan unuk mengaktivasi transposon, LINE 1 pada manusia.

Seperti telah dikatakan di atas, bahwa metabolit metabolit benzo[a]piren yang dapat menyebabkan toksik. Namun, tidak semua metabolit yang dihasilkan adalah toksik. Metabolit yang menyebabkan toksik adalah 7,8 dihidrodiol dan 7,8 epoksida. Di bawah ini akan dijelaskan jalur metabolisme benzo[a]piren yang lebih spesifik dalam menginduksi enzim sitokrom P 450 dan mentoksiskan organ.

Benzo(e)piren tidak bersifat karsinogen pada manusia

Benzo[e]piren

IARC (The International Agency for Research on Cancer) mengklasifikasikan Benzo(e)piren ke dalam Grup 3 yaitu senyawa-senyawa tidak bersifat karsinogen bagi manusia. Secara struktur  Benzo(e)piren tidak membentuk  metabolit dihidrodiol yang akan berikatan secara kovalen dengan DNA seperti pada Benzo(a)piren.

Senyawa dalam kategori Grup 3 IARC adalah senyawa yang memiliki bukti inadequat sifat karsinogennya baik pada manusia maupun dalam percobaan pada hewan.  Namun dapat saja senyawa ini memiliki bukti kuat dalam mekanisme yang menyebabkan karsinogen pada percobaan dengan hewan percobaan.

Seperti hasil penelitian Rao et al (2006), menunjukkan bahwa benzo(e)piren dapat memediasi terjadinya mutagen dari Salmonella typhimurium oleh 2-asetilaminofluoren (2-AAF) dan benzo[a]piren.  Sementara Sugihara et al (2007) menunjukkan bahwa benzo(e)piren dapat menyebabkan stres oksidatif pada sel melalui induksi P-gp dalam sel Caco-2.

Daftar Pustaka

Polycyclic Aromatic Hydrocarbons: Toxicology [link]

More about carcinogen, click here

Author: admin

menebar ilmu pengetahuan

One thought on “Metabolisme Benzo[a]piren

  1. luar biasa.. terima kasih informasinya.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s