HUBUNGAN ANTARA AKTIVITAS ASETILKOLINESTERASE DARAH DAN ARUS PUNCAK EKSPIRASI PETANI KENTANG DENGAN PAPARAN KRONIK PESTISIDA ORGANOFOSFAT

Transkripsi

1 HUBUNGAN ANTARA AKTIVITAS ASETILKOLINESTERASE DARAH DAN ARUS PUNCAK EKSPIRASI PETANI KENTANG DENGAN PAPARAN KRONIK PESTISIDA ORGANOFOSFAT JURNAL MEDIA MEDIKA MUDA Diajukan untuk memenuhi sebagian persyaratan guna mencapai gelar sarjana strata1 pendidikan dokter HENDY LUTHFANTO PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA KEDOKTERAN FAKULTAS KEDOKTERAN UNIVERSITAS DIPONEGORO 2014

2 LEMBAR PENGESAHAN JURNAL MEDIA MEDIKA MUDA HUBUNGAN ANTARA AKTIVITAS ASETILKOLINESTERASE DARAH DAN ARUS PUNCAK EKSPIRASI PETANI KENTANG DENGAN PAPARAN KRONIK PESTISIDA ORGANOFOSFAT Disusun oleh HENDY LUTHFANTO Telah disetujui Semarang, 20 Juni 2014 Pembimbing I Pembimbing II dr. Darmawati Ayu Indraswari dr. Gana Adyaksa, M.Si.Med Ketua Penguji Penguji dr. Akhmad Ismail, M.Si.Med dr. Yosef Purwoko, M.Kes, Sp.PD

3 HUBUNGAN ANTARA AKTIVITAS ASETILKOLINESTERASE DARAH DAN ARUS PUNCAK EKSPIRASI PETANI KENTANG DENGAN PAPARAN KRONIK PESTISIDA ORGANOFOSFAT Hendy Luthfanto*, Gana Adyaksa**, Darmawati Ayu Indraswari** ABSTRAK Latar Belakang: WHO memperkirakan bahwa sekitar satu sampai dua juta orang mengalami keracunan insektisida setiap tahun di seluruh dunia, dan dari jumlah ini hampir orang meninggal dunia. Dilaporkan adanya prevalensi tinggi gejala pernapasan disertai menurunnya hasil tes fungsi paru di kalangan pekerja pertanian dengan paparan pestisida. Fungsi paru dapat dinilai salah satunya dengan arus puncak ekspirasi. Tujuan: Mengetahui hubungan antara aktivitas asetilkolinesterase darah dan arus puncak ekspirasi petani kentang dengan paparan kronik pestisida organofosfat. Metode: Penelitian ini merupakan penelitian observasional analitik dengan rancangan belah lintang. Sampel adalah 42 petani kentang dengan paparan kronik pestisida organofosfat di Desa Kepakisan, Kecamatan Batur, Kabupaten Banjarnegara. Pengambilan data berupa data karakteristik, data aktivitas asetilkolinesterase darah, dan data arus puncak ekspirasi responden menggunakan miniwright Peak Flow Meter. Uji statistik menggunakan uji Spearman dan uji chisquare. Hasil: Pada petani kentang dengan paparan kronik pestisida organofosfat didapatkan 45,24% petani mengalami keracunan ringan dan 47,62% petani menunjukkan APE yang tidak normal. Pada kelompok petani kentang yang mengalami keracunan ringan didapatkan 78,9% petani menunjukkan APE yang tidak normal. Pada uji Spearman didapatkan korelasi positif derajat rendah antara aktivitas asetilkolinesterase darah dan APE (r=0,32; p=0,04). Uji chisquare menunjukkan hubungan bermakna antara kategori aktivitas asetilkolinesterase darah dan kategori APE dengan rasio prevalensi 3,63 (p<0,001). Kesimpulan: Terdapat korelasi positif bermakna dengan derajat rendah antara aktivitas asetilkolinesterase darah dan arus puncak ekspirasi petani kentang dengan paparan kronik pestisida organofosfat. Kata Kunci: Pestisida, organofosfat, aktivitas asetilkolinesterase darah, arus puncak ekspirasi, APE *Mahasiswa Fakultas Kedokteran Universitas Diponegoro Semarang **Staf Pengajar Bagian Fisiologi Fakultas Kedokteran Universitas Diponegoro Semarang

4 THE CORRELATION BETWEEN BLOOD ACETYLCHOLINESTERASE ACTIVITY AND PEAK EXPIRATORY FLOW RATE OF POTATO FARMERS WITH CHRONIC EXPOSURE TO ORGANOPHOSPHATE PESTICIDES Hendy Luthfanto*, Gana Adyaksa**, Darmawati Ayu Indraswari** ABSTRACT Background: WHO estimates about one to two million people suffering from insecticide poisoning occurs every year worldwide and almost 220,000 among them died. Some earlier studies reported the higher prevalence of respiratory symptoms supported by reduced lung function test among agricultural workers occupationally exposed to pesticides. PEFR is one of the pulmonary function test parameters. Aim: To find out the correlation between blood acetylcholinesterase activity and peak expiratory flow rate of potato farmers with chronic exposure to organophosphate pesticides. Methods: This crosssectional study was done in 42 potato farmers with chronic exposure to organophosphate pesticides in Kepakisan Village, Batur, Banjarnegara. The data are subjects characteristics, blood acetylcholinesterase activity, and PEFR among study subjects by using miniwright Peak Flow Meter. The Spearman test and chisquare test were used for the statistical analyses. Results: The study shows 45.24% of the farmers suffered from mild poisoning and 47.62% showed abnormal PEFR among potato farmers with chronic exposure to organophosphate pesticides. In the group of potato farmers suffering from mild poisoning, 78.9% of them showed abnormal PEFR. The Spearman test showed a low degree of positive correlation between blood acetylcholinesterase activity and PEFR (r=0.32; p=0.04). The chisquare test showed a significant relationship between blood acetylcholinesterase activity categories and PEFR categories with the prevalence ratio of 3.63 (p<0.001). Conclusions: There is a positive correlation with a low degree between blood acetylcholinesterase activity and peak expiratory flow rate of the potato farmers with chronic exposure to organophosphate pesticides. Keywords: Pesticide, organophosphate, blood acetylcholinesterase activity, peak expiratory flow rate, PEFR *Undergraduate student of Faculty of Medicine Diponegoro University **Department of Physiology Faculty of Medicine Diponegoro University

5 PENDAHULUAN Organisasi Kesehatan Dunia (World Health Organization, WHO) memperkirakan bahwa sekitar satu juta orang keracunan insektisida secara tidak disengaja dan dua juta orang keracunan insektisida secara disengaja terjadi setiap tahun di seluruh dunia, dan dari jumlah ini hampir orang meninggal dunia. 1 Monitoring untuk paparan pestisida organofosfat dilakukan dengan penilaian kadar asetilkolinesterase (acetylcholinesterase, AChE) darah. Pemeriksaan kadar AChE salah satunya dapat diperiksa menggunakan metode Tintometer. 2 Data Departemen Kesehatan tahun 1996/1997 tentang monitoring keracunan pestisida organofosfat dan karbamat pada petani pengguna pestisida organofosfat dan karbamat di 27 propinsi Indonesia dengan sediaan darah menunjukkan 61,8% petani mempunyai aktivitas kolinesterase normal, 1,3% keracunan berat, dan 26,9% keracunan ringan. Tahun 1997/1998 jumlah sediaan darah yang diperiksa meningkat menjadi sediaan darah. Hasil pemeriksaannya adalah 65,91% petani mempunyai aktivitas kolinesterase normal, 2,14% keracunan berat, 8,01% keracunan sedang, dan 21,27% keracunan ringan. 3 Paparan pestisida organofosfat dapat mempengaruhi transmisi kolinergik pada reseptor muskarinik yang menyebabkan kontraksi otototot polos dan peningkatan sekresi kelenjar di saluran pernapasan, serta pada reseptor nikotinik yang dapat mempengaruhi kekuatan dari otot pernafasan. 46 Beberapa studi melaporkan prevalensi tinggi gejala pernapasan didukung oleh menurunnya hasil tes fungsi paru di kalangan pekerja pertanian dengan paparan pestisida. 710 Fungsi paru dapat dinilai salah satunya dengan arus puncak ekspirasi (APE) atau peak expiratory flow rate (PEFR). APE adalah laju aliran maksimum yang dihasilkan dari hembusan kuat, mulai dari inflasi paruparu penuh. APE terutama mencerminkan aliran pada saluran napas besar dan tergantung pada upaya secara sadar dan kekuatan otot dari individu. APE sering diukur menggunakan mini Wright Peak Flow Meter yang murah, mudah dibawa, tersedia dan diproduksi untuk kepentingan klinis, serta tidak membutuhkan daya listrik untuk 11, 12 penggunaannya.

6 Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui hubungan antara aktivitas asetilkolinesterase darah dan arus puncak ekspirasi petani kentang dengan paparan kronik pestisida organofosfat. METODE Penelitian ini merupakan penelitian observasional analitik dengan rancangan belah lintang yang menggunakan petani kentang dengan paparan kronik pestisida organofosfat sebagai subjek penelitian. Penelitian ini telah dilaksanakan di Desa Kepakisan, Kecamatan Batur, Kabupaten Banjarnegara pada bulan Maret Sampel penelitian adalah petani kentang dengan paparan kronik pestisida organofosfat di Desa Kepakisan, Kecamatan Batur, Kabupaten Banjarnegara yang memenuhi kriteria yaitu menetap selama satu tahun atau lebih di wilayah Desa Kepakisan, Kecamatan Batur, Kabupaten Banjarnegara, lakilaki yang memiliki umur antara tahun, memiliki kadar hemoglobin 12,5 gr/dl, dan melakukan kegiatan penyemprotan pestisida organofosfat selama satu tahun atau lebih. Sampel penelitian dengan riwayat dan gejala gangguan fungsi paru dan hati, serta tandatanda keganasan, riwayat kebiasaan minumminuman beralkohol dan pemakaian obat penghambat dan pemicu kolinesterase berdasarkan anamnesis, dan menolak untuk dijadikan sampel tidak diikutsertakan dalam penelitian. Berdasarkan perhitungan besar sampel untuk uji korelasi dengan besar koefisien korelasi 0,5; nilai α=0,05 dan nilai β=0,2; besar sampel yang dibutuhkan untuk penelitian ini adalah minimal 30 orang petani kentang dengan paparan kronik pestisida organofosfat. Variabel bebas penelitian adalah aktivitas asetilkolinesterase darah yang diperiksa dengan Tintometer Lovibond AF267 kit. Hasil pemeriksaan kemudian dikategorikan yaitu normal bila >75%, keracunan ringan bila 75% 50%, keracunan sedang bila 50% 25%, dan keracunan berat bila <25%. Variabel terikat penelitian adalah APE yang diukur menggunakan miniwright Peak Flow Meter. Pengukuran ini dilakukan tiga kali berturutturut dan diambil nilai tertinggi. Hasil pengukuran tersebut dibandingkan dengan grafik nilai normal

7 APE. Masih dalam batas normal jika lebih rendah hingga 100 L/menit (pria). Variabel perancu penelitian adalah umur, tinggi badan, berat badan, status gizi, kadar hemoglobin, dosis pestisida, frekuensi penyemprotan, lama kerja per hari, penggunaan APD, masa kerja, dan riwayat merokok. Uji hipotesis untuk korelasi antara aktivitas asetilkolinesterase darah dengan APE menggunakan uji korelasi Spearman karena data terdistribusi tidak normal. Hubungan antara kategori aktivitas asetilkolinesterase darah dengan kategori APE dianalisis menggunakan uji chisquare. Pengaruh variabel perancu terhadap hubungan antara aktivitas asetilkolinesterase darah dengan APE dianalisis dengan uji regresi logistik. Nilai p dianggap bermakna apabila <0,05. Analisis statistik dilakukan dengan menggunakan program komputer. HASIL Penelitian ini telah dilakukan pada petani kentang dengan paparan kronik pestisida organofosfat di Desa Kepakisan, Kecamatan Batur, Kabupaten Banjarnegara. Cara pemilihan sampel adalah purposive sampling berdasarkan kriteria yang telah ditentukan. Penelitian ini dilakukan pada 42 sampel penelitian. Karakteristik Subjek Penelitian Karakteristik subjek penelitian dapat dilihat pada Tabel 1. Tabel 1. Karakteristik subjek penelitian Karakteristik Rerata ± SB (min maks) n (%) Umur (tahun) 34,64 ± 7,13 (2150) Tinggi badan (cm) 159,70 ± 6,32 (148181) Berat badan (kg) 59,69 ± 7,83 (4178,5) IMT (kg/m 2 ) 23,37 ± 2,54 (18,6129,67) Status gizi Underweight Normal Overweight Obese I Obese II 19 (45,2%) 13 (31%) 10 (23,8%) Kadar Hb (gr/dl) 15,47 ± 0,89 (13,617,2)

8 Karakteristik Rerata ± SB (min maks) n (%) Dosis pestisida > 1,5 cc/l 1,5 cc/l Frekuensi penyemprotan per minggu > 1 kali 1 kali Lama kerja per hari > 8 jam 8 jam Penggunaan APD Tidak lengkap Lengkap 39 (92,9%) 3 (7,1%) 41 (97,6%) 1 (2,4%) 42 (100%) Masa kerja (tahun) 16,12 ± 6,91 (432) Riwayat merokok Ya Tidak SB= Simpangan Baku; min= minimum; maks= maksimum Pemeriksaan Aktivitas Asetilkolinesterase Darah 41 (97,6%) 1 (2,4%) 42 (100%) Hasil pemeriksaan aktivitas asetilkolinesterase darah dapat dilihat pada Tabel 2. Tabel 2. Aktivitas asetilkolinesterase darah Pemeriksaan Median (min maks) Asetilkolinesterase (%) 87,5 (62,5100) SB= Simpangan Baku; min= minimum; maks= maksimum Normal Keracunan Ringan 45.24% % 23 Gambar 1. Diagram lingkaran kategori keracunan pestisida

9 Gambar 1 menunjukkan 19 sampel (45,24%) mengalami keracunan ringan dari total 42 sampel penelitian dan tidak didapatkan sampel yang mengalami keracunan sedang maupun berat pada penelitian ini. Pemeriksaan APE Hasil pemeriksaan APE dapat dilihat pada Tabel 3. Tabel 3. Pemeriksaan APE Pemeriksaan Rerata ± SB (min maks) APE (L/menit) 502,14 ± 67,01 (325650) SB= Simpangan Baku; min= minimum; maks= maksimum Normal Tidak Normal 47.62% % 22 Gambar 2. Diagram lingkaran kategori arus puncak ekspirasi Sebanyak 20 sampel (47,62%) menunjukkan APE yang tidak normal dan 22 sampel (52,38%) menunjukkan APE yang normal berdasarkan Gambar 2 di atas. Korelasi antara Aktivitas Asetilkolinesterase Darah dan APE Tabel 4. Korelasi antara aktivitas asetilkolinesterase darah dan APE Arus puncak ekspirasi Koefisien Korelasi dengan Aktivitas Asetilkolinesterase Darah 0,32 (p=0,04) Tabel 4 menunjukkan adanya korelasi positif yang bermakna antara aktivitas asetilkolinesterase darah dan APE (p=0,04). Derajat korelasi antara aktivitas asetilkolinesterase darah dan APE termasuk kategori korelasi derajat rendah (r=0,32).

10 Gambar 3. Diagram baur hubungan antara aktivitas AChE darah dan APE Tabel 5. Korelasi antara kategori aktivitas AChE darah dan kategori APE Kategori APE Tidak Normal Normal Total Kategori Keracunan Ringan 15 (78,9%) 4 (21.1%) 19 Aktivitas AChE Darah Normal 5 (21,7%) 18 (78,3%) 23 Total χ 2 = 13,652 df=1 p<0,001 RP (95% CI)=3,63 (1,6168,159) Korelasi antara kategori aktivitas asetilkolinesterase darah dan kategori APE ditampilkan pada Tabel 5. Berdasarkan hasil uji Pearson chisquare diperoleh nilai p<0,001 sehingga dapat diketahui bahwa ada hubungan bermakna antara kategori aktivitas asetilkolinesterase darah dan kategori APE dengan rasio prevalensi 3,63. Hal tersebut mengindikasikan bahwa keracunan pestisida akan memberikan risiko 3,63 kali terhadap angka kejadian APE tidak normal.

11 Pengaruh Variabel Perancu Tabel 6. Pengaruh variabel perancu Parameter β S.E. p Kategori aktivitas AChE darah 2,992 1,070 0,005 Umur 0,238 0,138 0,084 Tinggi badan 0,072 0,155 0,643 Berat badan 0,105 0,175 0,549 Status gizi 0,051 1,263 0,968 Kadar Hb 0,733 0,630 0,245 Dosis pestisida 1,929 2,252 0,392 Frekuensi penyemprotan per minggu ,973 1,000 Penggunaan APD 21, ,962 1,000 Masa kerja 0,006 0,104 0,953 Hasil uji statistik menggunakan analisis multivariat dengan uji regresi logistik tidak menunjukkan nilai p<0,05 pada variabel umur, tinggi badan, berat badan, status gizi, kadar hemoglobin, dosis pestisida, frekuensi penyemprotan per minggu, penggunaan APD, dan masa kerja. Hal ini berarti bahwa variabelvariabel perancu tersebut tidak memberikan pengaruh yang bermakna terhadap APE petani kentang pada penelitian ini. Variabel lama kerja per hari dan riwayat merokok tidak dapat dianalisis dengan uji statistik karena seluruh sampel termasuk ke dalam kategori yang sama. PEMBAHASAN Berdasarkan hasil analisis statistik dengan uji Spearman didapatkan hubungan yang bermakna antara aktivitas asetilkolinesterase darah dan APE petani kentang. Hasil uji Pearson chisquare juga menunjukkan hubungan yang bermakna antara kategori aktivitas asetilkolinesterase darah dan kategori APE petani kentang. Hasil penelitian ini sesuai dengan penelitian oleh Mohd. Fareed pada tahun 2013 di India Utara. Hasil penelitiannya menunjukkan penurunan yang bermakna dari aktivitas asetilkolinesterase darah pada kelompok penyemprot pestisida dibandingkan dengan kelompok kontrol (p<0,001). Beberapa parameter fungsi paru seperti APE, FEV 1, %PEFR predicted, %FEV 1 predicted, dan FEV 1 /FVC

12 juga menunjukkan penurunan yang bermakna (p<0,05) pada kelompok penyemprot pestisida dibandingkan dengan kelompok kontrol. Penelitian lain oleh Sreeparna Chakraborty pada tahun 2009 di India telah menemukan kadar asetilkolinesterase sel darah merah pekerja pertanian lebih rendah 34,2% dari kadar asetilkolinesterase sel darah merah kelompok kontrol. Hasil penelitian ini juga menunjukkan adanya penurunan fungsi paru pada 48,9% pekerja pertanian dan pada 22,7% kelompok kontrol. Hasil analisis statistik penelitian tersebut juga menunjukkan korelasi yang bermakna antara penurunan asetilkolinesterase sel darah merah dengan penurunan beberapa parameter fungsi paru. Penelitian oleh Ardiyanto pada tahun 2013 di Desa Srigading, Kecamatan Ngablak, Kabupaten Magelang juga menunjukkan korelasi positif yang bermakna antara aktivitas asetilkolinesterase darah dengan FVC dan FEV 1 petani kentang dengan paparan 9, 13, 14 kronik pestisida organofosfat. Adanya hubungan antara aktivitas asetilkolinesterase darah dan APE dapat dikarenakan pestisida organofosfat menghambat aksi pseudokolinesterase dalam plasma dan kolinesterase dalam sel darah merah dan pada sinapsnya. Asetilkolin secara normal dihidrolisis oleh enzim tersebut menjadi asetat dan kolin. Saat enzim ini dihambat, jumlah asetilkolin meningkat dan berikatan pada reseptor 4, 5, 15 muskarinik dan nikotinik pada sistem saraf pusat dan perifer. Saraf kolinergik memediasi tonus dan reaktivitas saluran pernapasan. Transmisi kolinergik akibat paparan kronik pestisida organofosfat menyebabkan saraf ini melepaskan asetilkolin ke reseptor M2 muskarinik yang menyebabkan kontraksi dari otototot polos saluran pernapasan sehingga terjadi bronkokonstriksi, dan juga pada reseptor M3 muskarinik yang menyebabkan terjadinya peningkatan sekresi dari kelenjar di saluran pernapasan. Selain itu, saraf kolinergik dapat menyebabkan kelemahan otot bila mengenai reseptor nikotinik. Dengan demikian pengaruh stimulasi asetilkolin terhadap reseptorreseptor tersebut dapat menyebabkan penurunan APE pada petani kentang. 46

13 SIMPULAN DAN SARAN Terdapat korelasi positif bermakna dengan derajat rendah antara aktivitas asetilkolinesterase darah dan arus puncak ekspirasi petani kentang dengan paparan kronik pestisida organofosfat. Penulis menyarankan perlunya dilakukan penelitian kualitatif untuk menganalisis faktorfaktor yang mempengaruhi keracunan pestisida organofosfat, penelitian menggunakan metode kuantitatif untuk mengukur aktivitas asetilkolinesterase darah, dan penelitian mengenai hubungannya dengan parameter fungsi paru lainnya. Selain itu, perlu penelitian lebih lanjut untuk mengetahui hubungan sebab akibat aktivitas asetilkolinesterase darah dan arus puncak ekspirasi dan perlu dilakukan juga penyuluhan mengenai cara pencegahan keracunan pestisida organofosfat dan monitoring rutin aktivitas asetilkolinesterase darah petani dari pihakpihak terkait. UCAPAN TERIMA KASIH Peneliti mengucapkan terima kasih kepada Hibah Penelitian PHKPKPD Tahun 2013, dr. Hardian, dr. Akhmad Ismail, M.Si.Med, dr. Yosef Purwoko, M.Kes, Sp.PD, seluruh staf Bagian Fisiologi Fakultas Kedokteran Universitas Diponegoro, Labkesda Kabupaten Wonosobo, dan pihakpihak lain yang telah membantu hingga penelitian dan penulisan artikel ini dapat terlaksana dengan baik, serta para petani kentang di Desa Kepakisan, Kecamatan Batur, Kabupaten Banjarnegara yang telah bersedia menjadi subjek penelitian. DAFTAR PUSTAKA 1. WHO. Guidelines for poison control. WHO in collaboration with UNEP and ILO. Geneva: WHO, 1997: Departemen Kesehatan RI. Pengenalan pestisida. Jakarta: Direktorat Jenderal Pemberantasan Penyakit Menular dan Penyehatan Lingkungan, Raini M. Toksikologi pestisida dan penanganan akibat keracunan pestisida. Media Litbang Kesehatan 2007;XVII No.3: Klaassen C. Casarett & Doull's Toxicology: The Basic Science of Poisons, Seventh Edition. New York: Mcgrawhill, 2007.

14 5. Krieger RI. Handbook of Pesticide Toxicology. San Diego, CA: Academic Press, Longstaff A. Neuroscience. New York: Taylor & Francis, Bener A, Lestringant GG, Beshwari MM, Pasha MA. Respiratory symptoms, skin disorders and serum IgE levels in farm workers. Allerg Immunol (Paris) 1999;31: de Jong K, Boezen HM, Kromhout H, Vermeulen R, Postma DS, Vonk JM. Pesticides and other occupational exposures are associated with airway obstruction: the LifeLines cohort study. Occup Environ Med 2013;2013: Fareed M, Pathak MK, Bihari V, Kamal R, Srivastava AK, Kesavachandran CN. Adverse respiratory health and hematological alterations among agricultural workers occupationally exposed to organophosphate pesticides: a crosssectional study in North India. PLoS One 2013;8:e Kossmann S, Konieczny B, Hoffmann A. The role of respiratory muscles in the impairment of the respiratory system function in the workers of a chemical plant division producing pesticides. Przegl Lek 1997;54: Cross D, Nelson HS. The role of the peak flow meter in the diagnosis and management of asthma. J Allergy Clin Immunol 1991;87: Daniel R Neuspiel M, MPH, FAAP. Peak flow rate measurement [Internet]. c2014 [updated 2014 Jan 30; cited 2014 Feb 7]. Available from: top_nav/meter/index.html 13. Ardiyanto A. Hubungan antara aktivitas asetilkolinesterase darah dengan fungsi paru petani. Semarang: Fakultas Kedokteran Universitas Diponegoro, Chakraborty S, Mukherjee S, Roychoudhury S, Siddique S, Lahiri T, Ray MR. Chronic exposures to cholinesteraseinhibiting pesticides adversely affect respiratory health of agricultural workers in India. J Occup Health 2009;51: Sudarmo S. Pestisida. Yogyakarta: Kanisius, 2007.