Efek Biologis. Shinta Rosalia Dewi

Transkripsi

1 Efek Biologis Shinta Rosalia Dewi

2 Perkiraan nasib racun Mobilitas Persistensi Akumulasi

3 Mobilitas Zat yg tidak mobil adalah zat yang mudah teradsorpsi, terdegradasi/transformasi, mengendap dsb Mobilitas suatu zat dilihat dari nilai kelarutannya, nilai koefisien distribusi tanah/air (Kd), kemampuan xenobiotik untuk terikat pada materi organik atau humus (Koc), sifat kepolaran

4 Solubilitas > 30 mg/l mudah dileachingdari tanah ke air Nilai Kd < 2 mobilitas tinggi Kd [X dalam air] [X total] - [X dalam air] Koc < 500 mobilitas tinggi Hubungan Kd dengan Koc : Koc Kd % organik karbon dalam sampel

5 Zenobiotik bersifat polar mobilitas tinggi Regulasi untuk menentukan pestisida dapat masuk ke air tanah Groundwater ubiquility score (GUS) : GUS (logt pada tanah)(4-(log Koc)) GUS yg tinggi mudah leaching dan masuk ke air tanah GUS > 2,8 : zat kimia mudah masuk ke air tanah (mudah leaching) GUS 1,8 2,8 1 2 : zat kimia transisi GUS < 1,8 : zat kimia tidak mudah ke air tanah (tidak mudah leaching)

6 Persistensi Xenobiotik juga berguna sebagai sumber karbon, sumber energi, dll terjadi biodegradasi Bila tidak terjadi biodegradasi persisten Sifat persisten dapat diperkirakan dari waktu paruhnya Waktu paruh > 25 minggu (hidrolisis) persisten Waktu paruh > 2-3 minggu di dalam tanah persisten

7 Kelas degradasi Persistensi 1 = mudah 1 3 minggu 2 = dapat 1 3 bulan 3 = sulit 3 bulan 1 tahun 4 = sulit sekali 1 2 tahun 5 = refractory > 2 tahun

8 Mobilitas Koc Persistensi T1/2 (hari) Tidak mobil >4000 Tidak persisten < 5 Sedikit mobil Sedikit persisten 5 21 Cukup mobil Cukup persisten Mobil Sangat persisten >60 Sangat mobil < 15

9 Akumulasi Bioakumulasi : pengambilan (uptake) zat kimia dari lingkungan oleh makhluk hidup terdapat pencemar dalam organisme dalam konsentrasi jauh lebih besar dari konsentrasi di lingkungannya Biokonsentrasi : kasus spesifik dari bioakumulasi, dimana suatu zat yang terlarut secara selektif masuk ke dalam jaringan organisme dan terkonsentrasi melalui rute selain makanan Rasio organik/lingkungan bioakumulasi yg berbahaya

10 Biokonsentrasi Zat masuk dan dikeluarkan melalui proses pasif transpor Zat dimetabolisme secara lambat Zat mempunyai kelarutan dalam air yang rendah Zat mempunyai kelarutan dalam lipid tinggi Xenobiotik masuk dari air ke jaringan lipid ikan dan terbiokonsentrasi

11 Efek biologis

12 Prinsip terjadinya efek Efek biologis hasil akhir dari interaksi fungsi homeostasis dengan xenobiotik Efek terjadi akibat interaksi xenobiotik dengan organ target organ target mempunyai reseptor bagi xenobiotik Reseptor : tempat yg sensitif terhadap xenobiotik, di mana xenobiotik menempel dan berinteraksi

13 Jenis reseptor : Tipe I : reseptor di permukaan sel Tipe II : reseptor di dalam sitoplasma Tipe III : reseptor di dalam inti/nukleus Ikatan xenobiotik dengan reseptor ikatan kovalen, ionik, hidrogen, van der Waals

14 Efek pada elemen sel Efek pada elemen sel dapat terjadi mulai dari portal entri Kontak langsung / tak langsung menimbulkan efek ringan (iritasi), sensitasi sampai kerusakan hebat (kematian sel) Ex : paparan silika menyebabkan Silikosis, terjadi fibrosis (kerusakan jaringan ikat ) yg progresif Paparan Asbes asbestos dan kanker paruparu

15 Efek pada enzim Xenobiotik mengganggu kerja enzim Ex : insektisida organofosfat mengganggu enzim asetilkolinesterase, logam berat memblocking SH dalam sistem enzim, menggantikan

16 Efek pada DNA, RNA DNA : informasi genetik yg ada dalam inti sel dan berfungsi sebagai cetakan dalam produksi protein atau pembelahan sel, sehingga cetakan yg baru akan sama dengan cetakannya Adanya xenobiotik dapat menyebabkan mutasi genetik Efek mutasi genetik : Pada sel genetik mutan Sel tubuh (somatik) kanker Sel embrio teratogenesa / cacat bawaan

17 Efek atas dasar organ target Xenobiotik masuk ke tubuh terdistribusi sesuai dengan afinitasnya Ex : iodium menyerang kelenjar gondok Xenobiotik dapat menyerang organ hati, sistem saraf, paru-paru, ginjal, kulit, darah, reproduksi,mata

18 a. Hepatotoksisiti Hepatotoksisiti : keadaan di mana xenobiotik mempunyai daya racun terhadap hati Ex : DDT, aflatoksin-b, CCl4, As, Be, Mn, Fe

19 a. Hepatotoksisiti (cont d) Xenobiotik dapat masuk melalui oral, inhalasi atau dermal Xenobiotik masuk ke hati : hasil absorpsi usus lewat pembuluh vena porta Xenobiotik akan dimetabolisme, disimpan, dibiotransformasi, dikonyugasi lalu dieksresi Apabila xenobiotik tidak dapat dimetabolisme kerusakan sel kanker

20 b. Neurotoksisiti Xenobiotik bersifat toksik pada sistem saraf Sistem saraf mentrasmisi impuls lewat sel saraf Neurotoksikdikelompokkan menjadi 3 : Racun yg mengganggu neuro-transmisi Racun yg menyebabkan saraf kekurangan oksigen (hipoksia sampai anoksia) Racun yg merusak sistem saraf secara fisik

21 Racun yg mengganggu sistem saraf : Zat yg menghentikan transmisi toksin botulinum Zat yg menyebabkan depolarisasi DDT mendepolarisasi ujung saraf presinaptik berulang dengan meningkatkan permeabilitas terhadap Na Zat stimulan xantine spt kafein mencegah camp bertindak sebagai sistem transpor aktif Na/K

22 Zat depresan (kebalikan stimulan) alkohol memblokir konduksi impuls dengan mengurangi konduktivitas Na, dan K Zat sbg antagonis reseptor mencegah neurotransmiter untuk mengaktivasi reseptor dan memulai impuls, ex : atropin Zat antikolinesterase menghambat saraf kolinergik, ex : organoklorin

23 Racun perusak sel saraf : Merusak lapisan mielin Mielin sebagai insulator saraf sehingga impuls berjalan cepat Toksin : Pb, CN, difteri, dll Merusak saraf motorik perifer Merusak penglihatan dan pendengaran Toksin : As, metanol, metil merkuri, TEL, dll Merusak otak Ex : DDT, Hg, Mn

24 c. Pneumotoksisiti Pneumotoksisiti : keadaan di mana xenobiotik bersifat toksik terhadap sistem pernapasan Ex : gas klorin, Nox, Sox, Cd, Ni, Hg, Cr, aseton, CO, nikotin, HCN, As, Pb, fenol, dll

25 d. Nefrotoksisiti Nefrotoksisiti : keadaan di mana xenobiotik bersifat toksik terhadap organ ginjal Ex : As, Cd, Cr, Pb, Hg, antibiotik, analgetik, dll Zat nefrotoksik dibagi 2 : Nefrotoksikan primer merusak ginjal tanpa terjadi bioaktivasi atau biotransformasi, ex : garam merkuri Nefrotoksikan sekunder merusak ginjal setelah mengalami biotransformasi menjadi lebih toksik, ex : trikloroetilen

26 e. Dermatotoksisiti Dermatoksisiti : keadaan di mana xenobiotik bersifat toksik terhadap kulit Kulit merupakan membran semipermeable, yg berfungsi memelihara homeostasis, regulasi termal, melindungi tubuh dari zat kimia, sinar UV, dll Dermatitis kontak akibat sabun, pelarut asam/basa, oli, dll Kelainan warna kulit hidrokuinon, petroleum, dll Luka kromium Tumor akibat UV, produk petroleum Kelainan spt jerawat karena PCB, herbisida, dioksin

27 f. Teratogenesis & Reproduktifitoksisiti Teratogenesis : toksistas terhadap janin kelainan struktur maupun fungsi tubuh yg reversibel / irreversibel oleh faktor lingkungan yang mengganggu perkembangan normal Dapat disebabkan oleh virus sifilis, herpes, oleh obat, metabolisme ibu tidak seimbang, kelainan genetik, dll Reproduktiftoksisiti : disfungsi dari sistem reproduktif, termasuk proses Disebabkan oleh semua racun yg berpengaruh terhadap alat reproduksi, ex: metil klorida, imidazole, dll

28 g. Hematoksisiti Hematoksisiti : toksisitas terhadap sistem hematopoetik (sistem pembentuk sel darah dan berfungsi dalam respirasi seluler) Penyebab : Berkurangnya trombosit/trombositpenia aspirin, benzena, Hg, paracetamol, DDT, dll

29 Penyebab (cont d) : Hilangnya sel darah putih yg polimorfonyklear Tidak terbentuknya sel darah/apiatik anemia dan pansitopenia aspirin, CCL4, klordane, Au, hidrokuinon, dll Anemia hemolitik insektisida, insulin, penicilin, dll Leukemia radiasi pengion, benzena, dll

30 h. Oftalmotoksisiti Oflamotoksisiti : toksisitas terhadap mata Efeknya ringan : iritasi, korosi, sampai beat (kebutaan) Racun kornea paparan asam basa, detergen, logam Ag, Hg Racun lensa mata 2,4-dinitrofenol (obat anti gemuk) penyebab katarak, talium sulfat pada insektisida, dll Racun perusak sel saraf dan serabut saraf metanol penyebab kebutaan, talium, As pentavalen, kina, Hg organik

31 Efek berdasarkan gejala Fibrosis terbentuknya jaringan ikat yg berlebihan dan pada tempat yg tidak normal Granuloma kelainan jaringan yg berbentuk jaringan radang kronis, sehingga tampak merah dan bonjol2 Demam Asfiksia keadaan di mana darah dan jaringan tubuh kekurangan oksigendan tidak dapat membuang CO2

32 Alergi kondisi badan yg bereaksi berlebih terhadap materi tertentu yg disebut allergen Mutan, kanker, teratoma Mutan radiasi pengion, metil Hg Kanker PAH, vinilklorida, dll Teratoma arsen, metil Hg, TEL, benzena, dll Keracunan sistemik keracunan seluruh badan Pb, Cd, Hg, TEL, dll