TOKSIKOLOGI LINGKUNGAN

Ukuran: px

Mulai penontonan dengan halaman:

Download "TOKSIKOLOGI LINGKUNGAN"

Yenny Liana Susanto
7 tahun lalu
Tontonan:

1 TOKSIKOLOGI LINGKUNGAN

2 PENDAHULUAN Interaksi manusia dan lingkungan Bahan kimia baru dibuat Limbah dibuang Kualitas lingkungan? Meningkatkan kesejahteraan manusia? Toksikologi lingkungan Pengaruh racun terhadap manusia: Kasus bom atom di Hiroshima dan Nagasaki, Minamata, dioksin, Pb, dll.

3 Toksikologi Mempelajari tentang toksin (racun) serta efeknya terutama untuk mahluk hidup Toksin merusak atau memamkan organisma karena racun bereaksi dengan komponen selular untuk mengganggu fungsi metabolisma

4 Toksikologi Lingkungan Atau ekotoksikologi Membahas tentang interaksi, transformasi, fate, dan efek dari senyawa kimia alamiah maupun sintems di dalam biosfer termasuk organisma individual, populasi dan seluruh ekosistem

5 Toksikologi Lingkungan Mencari substansi yang aman Mencegah terjadinya efek yang Mdak dikehendaki Membuat kriteria dasar untuk standardisasi lingkungan Memperbaiki cara pengobatan à Menilai risiko dan memberikan saran atau rekomendasi untuk minimalisasi efek

6 Xenobiotik = Bahan asing bagi tubuh organisme Sumber Alami: racun dari benda hidup (Clostridium botulinum, aflatoksin, tanaman beracun, hewan beracun) Buatan/abioMs: racun logam, organik Xenobiotik Lingkungan Organisme Efek Biologis EMISI EKOKINETIKA PEMAPARAN IMISI FARMAKOKINETIKA

7 Jenis-jenis xenobiotik Emisi: - Point - Area - Mobile Sumber: Cunningham, 2008

8 Ekokinetika à Proses biotik abiotik (fisik, kimia, dan enzim) à Transportasi: jarak pendek dan jarak jauh à Efek regional atau lokal Tergantung: sumber, distribusi/ transportasi, dan transformasi à Mudah ditransportasi (gas, partikulat, aerosol dan cairan), kelarutan à Persistensi di lingkungan à Reaktivitas (interaksi dengan komponen lain) à toksisitas, degradabilitas, distribusi à biokonsentrasi, bioakumulasi dan biomagnifikasi Sumber: Cunningham, 2008

9 Ekokinetika Solubilitas dan mobilitas: Merupaka hal penmng Larut dalam air: Senyawa akan lebih cepat tersebar luas dan lebih mudah masuk ke dalam sel Larut dalam lemak/minyak: (umumnya senyawa organik) memerlukan pembawa untuk dapat menyebar di lingkungan dan ke luar - masuk tubuh. Dalam tubuh: mudah menembus ke dalam jaringan dan sel karena membran pembungkus sel tersusun oleh senyawa kimia yang serupa (larut dl lemak). Senyawa kimia akan terakumulasi dalam sel dan berada selama bertahun2.

10 Bioakumulasi - Biomagnifikasi Sumber: Cunningham, 2008

11 Bioakumulasi: Sel mempunyai kemampuan utk mengakumulasi nutrien dan mineral esensial, sel juga dapat mengabsorpsi dan menyimpan senyawa toksik Biomagnifikasi: efek toksik yang meningkat pada rantai makanan

12 Persitensi Senyawa yang mudah terurai: konsentrasi segera menurun pada saat masuk ke lingkungan Senyawa persisten: Metal (Pb), plasmk PVC, pesmsida, hidrokarbon terklorinasi, asbes

13 Persisten Organic Pollutans (POPs) Terakumulasi dalam rantai makanan dan mencapai nilai toksik PBDE (Polybrominated diphenyl ethers): penahan teksml terbakar, plasmk komputer à 150 jt ton pertahun. Gangguan syaraf pada bayi lahir Perfluorooctane sulfonate (PFOS) & Perfluorooctane Acid (PFOA) à C8: Produk anm lengket, tahan air dan noda seperm Teflon, Gortex. Pada Mkus: kerusakan liver, kanker dan sistem reproduksi Phthalates: digunakan pada kosmemka, deodorant dan plasmk (PVC) mainan anak. Hewan uji: kerusakan liver dan ginjal bahkan kanker. Antrazine: Herbisida. Mengganggu sistem hormon endocrine à aborsi spontan, berat lahir kurang, gangguan neurologis

14 Faktor2 yang menentukan Ekokinetika Media transpor: udara, air, tanah, organisme rantai makanan à jika ada perubahan struktur disebut transformasi à ABIOTIK dan BIOTIK Sifat Fisik Kimia: Berat Molekul, Kelarutan, VolaMlitas, Koefisien parmsi, Adsorpsi

15 Sifat Fisika Kimia Zat Zat Kimia BM (mg/ mol) Ti1k Didih ( o C) Tek Uap 25 o C (Atm) Kelarutan dlm air (mg/l) Log KoW Log Koc MeMlkloroform 133,4 74,1 0, ,48 2,11 Klorobenzen 112,6 131,7 1,55 x ,84 2,46 Chlorpyrifos 350,6-2,46 x ,87 4,9 4,24 DDT 354,5-2,6 x ,29X10-3 6,36 5,39 Kow = Koefisien partisi n-octanol/air Koc= Koefisien distribusi organik-karbon

16 DDT POPs Hidrofobikà terabsorb kuat pada tanah Half life: 22 hari 30 tahun Dapat hilang melalui proses: penguapan, fotolisis, biodegradasi aerobik dan anaerobik Dalam air: terabsorb cepat pada organisma dan sedimen, menguap Hasil degradasi: DDE dan DDD à persisten

17 DDT DDE DDD

18 TRANSFORMASI ABIOTIK: Fotokimia - Oksidasi Oksidasi - Reduksi Hidrolisis - lainnya: alkilasi, klorinasi BIOTRANFORMASI: Mikroorganisma Tanaman dan hewan

19 Pemaparan Sumber: Cunningham, 2008

20 Imisi Lingkungan: air, udara, tanah, makanan, tempat kerja Portal of entry: - inhalasi - oral - kulit à Berapa yang masuk (intake dose)? Sumber: Cunningham, 2008

21 Farmakokinetika Portal of entry Absorpsi Distribusi Metabolisme Oral: mulut à lambung à usus halus à usus besar Proses: enzimamk, netralisasi, absorpsi, reaksi dengan senyawa lain Inhalasi: nasofaring à trakeo- bronkial à alveoli Proses: transfer gas dan masuk ke peredaran darah Dermal: permukaan kulit Proses: barrier, reaksi dengan kulit, menembus kulit Ekskresi Dosis vs konsentrasi?

22 Exposure DefiniMon Any condimon which provides an opportunity for an external environmental agent to enter the body Dose The amount of agent actually deposited within the body Typically, the dismncmon between exposure and dose is blurred, although in reality, significantly different doses can result from the same exposure Response The biological response to an agent

23 Exposure Response Paradigm

24 Efek Akut: Dalam waktu singkat Akibat pajanan(exposure) konsentrasi Mnggi Kronis: Dalam waktu lama Pajanan konsentrasi rendah dalam waktu panjang Penyakit Non-Infeksi 9/21/14 Dwina Roosmini 24

25 Efek pada manusia Efek pada organisme tergantung: - toleransi, - hipersensitivitas, - kumulasi Pada: sel, enzim, DNA, RNA, organ target (hati, sistem saraf, paru-paru, ginjal, kulit) Efek berdasarkan gejala: - Fibrosis - Granuloma - Demam - Anfiksia - Alergi - Mutan, kanker, dan teratoma - Endocrine disrupture - Neurotoksik Keracunan sistemik

26 Mekanisme dalam menurunkan efek toksik Konsep dasar toksikologi: semap bahan akan bersifat toksik pada kondisi tertentu. Senyawa kimia mempunyai batas aman à efek yang dimmbulkan sangat kecil atau tdk terdeteksi secara signifikan Contoh: Kopi Aspirin Bayam: 10 kg

27 Senyawa karsinogenik dalam kopi Acetaldehyde Benzaldehyde Benzene Benzofuran Benzo[a]pyrene Caffeic acid Catechol 1,2,5,6 Dibenzanthracene Ethanol Ethylbenzene Formaldehyde Furan Furfural Hydrogen peroxide Hydroquinone Limonine Styrene Toluene Xylene Toksik: 100 cangkir kopi à LD kafein

28 Mekanisme dalam menurunkan efek toksik Degradasi Metabolik dan Ekskresi Mekanisme perbaikan kerusakan

29 Degradasi metabolik dan ekskresi Sistem Ensimatik: Ensim (E mikrosomonal P 450 ) à menurunkan efek toksik Mamalia: terletak di ham Ekskresi: Eliminasi dari tubuh melalui proses ekskresi Molekul volaml: CO2, HCN dan keton à ekskresi melalui sistem pernafasan Garam dan senyawa lain berlebih à keringat Senyawa/bahan terlarutà fungsi ginjal à urin Akumulasi senyawa toksik: Kerusakan sistem vital: ginjal, lambung, usus

30 Sel Tumbuhan, Hewan dan Mikroorganisma

32 Metabolisme Xenobiotic à Jalur metabolisma yang mengubah struktur kimia senyawa xenobiotic à Reaksi kimia (biotransformasi): à terjadi pada hampir seluruh mahluk hidup à proses detoksifikasi à Terjadi dalam 3 fase

33 Metabolisme Xenobiotic Fase I : modifikasi Fase II: konyugasi Fase III: modifikasi lanjutan dan ekskresi Membran sel: pembatas permeabel hidrofobik à mengendalikan lingkungan internal Senyawa polar à Mdak dapat menembus kecuali senyawa2 yang diperlukan à transport protein

34 Metabolisme Xenobiotic Fase I (Modifikasi) Melibatkan berbagai ensim Cytochrome P-450 (CYP, P450, CYP450) dependent mixed funcmon oxidase system à terjadi di mitokondria atau remkulum endoplasma Reaksi: Oksidasi, Reduksi Hidrolisis Reaksi yang dikatalisa: monooksigenase RH + O 2 + 2H + + 2e ROH + H 2 O

35 Reaksi monooksigenase Oksidasi alifamk/aromamk à alkohol N- dealkilasi bila ada gugus R- N- CH3 à R- NH + HCHO O- dealkilasi bila ada gugus R- O- CH3 à R- OH + HCHO S- dealkilasi: paramon à parokson OksidaMf deaminasi bila ada gugus R- N- CH3 à R- NH + HCHO

36 Reaksi Oksidasi lain Penyisipan gugus OH- fenolik ke dalam senyawa aromamk Benzene à Fenol Oksidasi menghasilkan Hidrogen Peroksida (H2O2) à menyerang substrat à luka kimia

37 Hidrolisis Memecah molekul: ester à alkohol dan asam Ensim: esterase dan amidase à terdapat di luar sel (dalam plasma atau cairan ekstraseluler à amidase dlm plasma < esterase) Pseudokolinesterase Glukosidase Glukuronidase à berperan thd karsinoma kandung kemih

38 Metabolisme lipofilik Fase I dan II Hasil konyugasi: Polaritas tinggi Lebih terlarut dalam air Lebih mudah dieliminasi (ekskresikan)

39 Ekskresi Mengeluarkan metabolit Organ ekskresi: Ginjal Paru- paru Kelenjar keringat, air susu, ludah, empedu Usus (logam) Urogenital Rambut, kuku à logam (Hg ata As) à Biological Effect Indicator

40 Mekanisme perbaikan Perbaikan kerusakan pada individual sel sampai DNA atau protein pada tingkat molekular, jaringan dan organ. Jika suatu sel terpapar secara teratur oleh senyawa toksik à mekanisme perbaikan. Kulit, lapisan epitel saluran pencernaan, pembuluh darah, paru2: laju reproduksi selular tinggi utk mengganti sel rusak à pertumbuhan tdk terkendali à kanker/tumor

dokumen-dokumen yang mirip

TOKSIKOLOGI LINGKUNGAN

PENDAHULUAN TOKSIKOLOGI LINGKUNGAN Interaksi manusia dan lingkungan Bahan kimia baru dibuat Limbah dibuang Kualitas lingkungan? Meningkatkan kesejahteraan manusia? Toksikologi lingkungan Pengaruh racun