BAB I

PENGERTIAN, SEJARAH, KONSEP DASAR DAN

RUANG LINGKUP TOKSIKOLOGI

PENDAHULUAN

A.

Deskripsi Singkat

Bab ini mempelajari tentang definisi toksikologi, sejarah perkembangan toksikologi, konsep dasar toksikologi dan hungangan toksikologi dengan ilmu lain.

B.

Kompetensi Khusus :

1. Mahasiswa dapat menjelaskan definisi toksikologi

2. Mahasiswa dapat menjelaskan sejarah perkembangan toksikologi

3. Mahasiswa dapat menjelaskan konsep dasar toksikologi

4. Mahasiswa dapat menjelaskan hubungan toksikologi dengan ilmu lain

MATERI :

A.

Definisi dan Sejarah Perkembangan Toksikologi

Perkembangan peradaban dan budaya dewasa ini membawa konsekuensi terhadap perkembangan IPTEK. Kemajuan IPTEK di samping memberikan manfaat positif bagi manusia dan lingkungannya juga memberikan dampak negatif berupa pergeseran tatanan dan keseimbangan lingkungan, perubahan pola makan, kehidupan dan perilaku masyarakat dan makhluk hidup di suatu wilayah. Kondisi tersebut menjadi pemicu munculnya berbagai gangguan kesehatan yang bersifat teratogenik, mutagenik dan karsinogenik, perubahan struktur dan komunitas suatu organisme akibat terjadinya pencemaran lingkungan oleh bahan berbahaya dan beracun (B3), hasil samping dari kegiatan antropogenik.

Tak ada satu makhlukpun di dunia yang tidak terpapar oleh beberapa jenis bahan (senyawa kimia) baik yang alami maupun non alami yang nantinya dapat memberikan pengaruh terhadap keberadaannya. Paparan tersebut dapat berefek buruk bagi kesehatan, perubahan biologis, gangguan fisiologis dan metabolisme bahkan dapat menyebabkan kematian.

Toksikologi didefinisikan sebagai kajian tentang hakekat dan mekanisme efek toksik berbagai bahan terhadap makhluk hidup dan sistem biologi lainnya, serta membahas tentang penilaian kualitatif mengenai berat dan frekuensi efek toksik dengan terpaparnya organisme yang bersangkutan (Lu, 1995). Toksikologi ialah mengenai kerja senyawa kimia yang merugikan terhadap organisme hidup atau ilmu tentang interaksi antara senyawa kimia dengan organisme hidup (Ariens, et al., 1994). Toksikologi adalah studi tentang berbagai efek zat kimia atas berbagai sistem biologi dengan penekanan pada mekanisme efek berbahaya zat kimia itu dan berbagai kondisi dimana zat kimia itu terjadi (Loomis, 1978). Pendekatan toksikologi adalah dari segi studi tentang berbagai efek zat kimia atas berbagai sistem biologi, dengan penekanan pada mekanisme efek berbahaya zat kimia itu dan berbagai kondisi dimana efek berbahaya itu terjadi. Toksikologi Lingkungan (Ekotoksikologi) merupakan cabang Toksikologi yang menguraikan tentang pemaparan tidak sengaja dari jaringan biota (khususnya manusia) dengan polutan zat toksik/bahan kimia di lingkungan, bagaimana perilaku toksikan di berbagai

kompartemen lingkungan, dampak yang ditimbulkannya terhadap biota dan lingkungan itu sendiri.

Toksikologi pada awal abad ke-8 masih merupakan bagian dari ilmu kedokteran, namun kini telah berkembang menjadi multidisiplin ilmu berkat temuan MJB ORFILA, seorang dokter berkebangsaan Spanyol yang lahir di Pulau Minorca (1787 1853). Ia menjabat sebagai pimpinan pada Universitas Paris pada jaman pemerintahan Raja Louis VIII. Ia merupakan orang pertama yang meneliti tentang adanya hubungan antara zat-zat kimiawi yang dikenal sebagai racun dengan makhluk hidup serta metode kuantitatif ke dalam studi aksi zat kimia tersebut terhadap makhluk hidup.

Contoh :

Morfin, Kodein, Nikotin, Papaverin, dsb jenis-jenis alkaloida yang terdapat di dalam getah buah muda tanaman candu atau opium (Papaver somniferum).

Senyawa Triterpenoida (glikosida) pada getah/lateks tanaman Euphorbiaceae.

Ia dikatakan sebagai Bapak Toksikologi modern dengan alasan :

Minatnya terpusat pada efek berbahayanya zat kimia, juga terapi atas berbagai efek zat kimia.

Ia memperkenalkan metodologi kuantitatif ke dalam studi aksi zat kimia pada hewan.

Ia pengarang buku pertama yang sepenuhnya mencurahkan perhatian terhadap penelitian efek berbahaya zat kimia (1815).

Ia merupakan orang pertama yang menjelaskan nilai penting analisis kimia guna membuktikan bahwa simptomatologi yang ada berkaitan dengan adanya zat kimia tertentu dalam badan

B.

Konsep Dasar Toksikologi

Banyaknya paparan bahan-bahan kimia terhadap organisme akan memberikan dampak negatif, oleh karena itu harus dicari beberapa upaya pengendaliannya sebelum terjadi kerusakan yang hebat, karena pada dasarnya tak ada satupun makhluk hidup yang dapat terhindar dari paparan senyawa toksik yang terdapat di lingkungan. Toksikologi mencoba mengidentifikasi berbagai indikator paparan dan gejala atau efeknya terhadap kesehatan lingkungan secara dini dan reversible, misalanya pencemaran pestisida organofosfat digunakan indikator penghambatan kolinesterase, atau berbagai parameter biokimia (kadar Hb dalam darah, kadar Ca pada tulang)

untuk pemantauan paparan logam Pb. Dalam aplikasi ilmiah di bidang toksikologi selalau harus diperhatikan penentu batas paparan aman atau penilaian resiko.

Batas paparan yang aman menurut WHO (1962) dan Federal Register (1971) berturut-turut adalah mencakup asupan harian yang diperbolehkan yaitu Acceptable Daily Intake (ADI) dan Nilai Ambang Batas (Thresheld Limid Value=TLV). ADI adalah dosis harian bahan kimia yang selama hidup manusia tidak menimbulkan kelainan yang diinginkan, biasanya dinyatakan dalam mg/kgBB/hari. TLV adalah konsentrasi polutan dalam udara yang boleh dihirup seseorang yang bekerja selama 8 jam/hari selama 5 hari yang dinyatakan dalam mg/m3.

Pencegahan keracunan memerlukan perhitungan terhadap toxicity, hazard, risk dan safety. Toxicity atau toksisitas adalah daya racun dalam arti deskriptif dan kuantifikasi sifat-sifat toksik suatu zat kimia. Hazard atau bahaya adalah kemungkinan suatu zat kimia untuk dapat menimbulkan cidera. Risk atau resiko adalah besarnya kemungkinan zat kimia untuk menimbulkan keracunan. Sedangkan Safety atau keamanan adalah kisaran dosis dari suatu zat kimia yang tidak efektif memberi pengaruh hingga memberikan efek mematikan.

Efek toksik atau efek yang tidak diinginkan dalam sistem biologis tidak dihasilkan oleh bahan kimia trsebut atau produk biotransformasinya mencapai tempat yang sesuai di dalam tubuh pada konsentrasi dan lama waktu yang cukup untuk menghasilkan manifestasi toksik. Zat kimia dapat menimbulkan efek tertentu pada mekanisme biologi apabila terjadi reaksi (biokimia/fisikokimia) antara zat kimia tersebut dengan suatu pereaksi kimia dalam sistem biologi. Terjadi tidaknya respon toksik tergantung pada sifat kimia dan fisika yang bersangkutan, situasi pemaparan dan kerentanan sistem biologis subjek.

Untuk mengetahui karakteristik lengkap tentang bahan kimia potensial dan toksisitas dari suatu bahan kimia tertentu perlu diketahui tidak hanya tipe efek yang dihasilkan dan dosis yang diperlukan untuk menghasilkan efek tersebut, tapi juga informasi mengenai bahan kimianya itu sendiri, pemaparannya dan subjek karena pada prinsipnya tidak ada satupun zat kimia yang benar-benar aman bagi organisme.

Menurut Ramade (1987), beberapa persyaratan yang harus dipenuhi agar mekanisme peracunan terjadi baik dalam sistem biologis maupun non biologis, yaitu :

1. harus terjadi kontak antara satu dengan lainnya agar terjadi suatu reaksi

2. zat kimia tersebut harus larut dalam media pembawanya serta dapat menimbulkan laju reaksi yang cepat.

3. kecuali jika hasil reaksinya diambil, reaksi tersebut tidak akan selesai melainkan akan dicapai keseimbangan antara pereaksi dengan hasil reaksinya.

Faktor utama yang mempengaruhi toksisitas yang berhubungan dengan situasi pemaparan terhadap bahan kimia adalah jalur masuk ke dalam tubuh, jangka waktu pemaparan dan frekuensi pemaparan

1. Jalur masuk ke dalam tubuh

Jalur utama dimana toksikan dapat masuk ke dalam tubuh manusia adalah :

1. inhalasi, terhirup melalui hidung

2. gastrointestinal, per oral melalui mulut

3. dermal, kontak langsung melalui kulit

4. jalur parenteral, melalui suntikan (interperitoneal, subcutan, intramuscular, intradermal)

Prakiraan efektivitas toksikan dalam tubuh organisme secara menurun adalah inhalasi, interperitoneal, subcutan, intramuscular, intradermal, oral dan dermal. Jalur masuk dapat mempengaruhi toksikan dalam hal toksisitas, misalnya suatu senyawa toksik yang didetoksifikasi

di dalam hati diharapkan akan menjadi kurang toksik bila diberikan melalui sirkulasi portal (oral) dibandingkan bila diberikan melalui sirkulasi sistemik (inhalasi). Bila zat tersebut diberikan per oral maka zat tersebut harus melalui saluan pencernaan, masuk ke dalam system sirkulasi darah baru kemudian masuk ke dalam sel.

Proses translokasi suatu zat kimia dari satu bagian ke bagian lain suatu specimen biologi disebut ABSORBSI. Tahap translokasi akan memperbesar kemungkinan pemaparan zat terhadap berbagai molekul endogen yang besar seperti protein yang dapat secara efektif mengikat, oleh karena itu secara fungsional akan mengubah serta mengambil zat kimia yang bersifat menyerang dari lawannya. Proses pengikatan suatu zat kimia lain melalui perlekatan antara permukaan zat tersebut dalam suatu specimen biologi disebut ADSORBSI.

Toksikan di lingkungan industri seringkali sebagai hasil pemaparan melalui inhalasi dan dermal, sedangkan keracunan akibat kecelakaan atau bunuh diri seringkali terjadi melalui ingesti oral.

2. Jangka waktu pemaparan

Berdasarkan lama waktu kontak, pemaparan dibedakan menjadi pemaparan jangka panjang dan pemaparan jangka pendek. Perbedaan tersebut bersifat relatif, tergantung pada siklus hidup organisme yang bersangkutan. Lama waktu pemaparan ini banyak digunakan dalam perhitungan toksisitas seperti LD50 untuk tikus (dosis yang mematikan 50% hewan uji) atau LC50 24 jam

untuk ikan (konsentrasi yang mematikan 50% hewan uji). Dalam pengujian toksisitas penting untuk menentukan laju mortalitas (LT50). Lama waktu pemaparan juga penting dalam menentukan potensial dari bahan kimia. Berdasarkan cepat lambatan aksi yang ditimbulkan dibedakan menjadi pemaparan akut dan pemaparan kronis. Pemaparan akut diberi batasan sebagai pemaparan terhadap suatu bahan kimia selama kurang dari 24 jam. Umumnya untuk pemberian dosis tunggal.

3. Frekuensi pemaparan

Pemaparan suatu bahan kimia yang dilakukan berulang-ulang dibagi menjadi 3 kategori yaitu pemaparan subcutan, subkronis dan kronis berturut-turut untuk jangka waktu pemaparan kurang dari 1 bulan, 1-3 bulan dan lebih dari 3 bulan. Secara umum dosis yang terbagi-bagi akan

mengurangi efek yang ditimbulkannya suatu dosis tunggal dari suatu zat akan menghasilkan efek berat sesegera mungkin dan apabila diberikan dalam beberapa dosis terpisah akan memberikan efek yang lebih kecil (ringan) sampai tidak memberi efek apa-apa.

C. Hubungan Toksikologi dengan Ilmu lain dan berbagai kajian bidang toksikologi

Hubungan antara toksikologi dengan ilmu-ilmu lainnya dapat dilihat pada bagan berikut ini.

Gambar1. Diagram hubungan antara toksikologi dengan ilmu-ilmu lain serta perkembangannya

BERBAGAI BIDANG KAJIAN TOKSIKOLOGI

Berdasarkan jenis zat dan keadaan yang mengakibatkan terjadinya kerja toksik, dapat digolongkan berbagai macam kajian toksikologi :

1. TOKSIKOLOGI OBAT

Kerja samping obat (yang tidak diinginkan), kombinasi obat, dan kosmetik pada pemakaian sesuai dengan aturan pakai.

Keracunan akut dengan obat pada dosis berlebih

Pengujian obat yang potensial terhadap toksisitas dan toleransi terhadapnya pada fase praklinik.

Korelasi merokok kanker paru-paru gangguan jantung peredaran darah.

Korelasi dekadensi sosial penyalahgunaan zat psikoaktif (LSD, heroin, marihuan, alkohol, dll).

2. TOKSIKOLOGI ZAT YANG MENIMBULKAN KETERGANTUNGAN

3. TOKSIKOLOGI BAHAN MAKANAN

Mengamati dan meneliti risiko konsumen terhadap racun-racun yang terdapat dalam makanan.

Penggunaan zat tambahan yang merugikan (bahan pengawet, zat warna, bahan pengikat, korigensia rasa, residu antibiotik, bahan penjernih/bahan pelindung tanaman) karena harus diangkut dalam jarak jauh dan harus disimpan untuk jangka lebih lama.

Kekurangan/kelebihan makan :

Negara berkembang orang mati karena kelaparan

Negara industri kelebihan makan salah satu penyebab kematian

4. TOKSIKOLOGI PESTISIDA

Kebutuhan akan bahan makan terpenuhi berkat bantuan senyawa kimia buatan (fungisida, rodentisida, insektisida dan pupuk buatan).

Keracunan akut pada perusahaan pertanian pemakai yang pengawasannya kurang memadai memasukkan sejumlah kecil pestisida ke dalam tubuhnya risiko jangka panjang tidak dapat diabaikan.

5. TOKSIKOLOGI PEKERJAAN (TOKSIKOLOGI INDUSTRI)

Bersangkut paut dengan senyawa yang terdapat di lingkungan kerja terhadap manusia.

Mencakup semua jenis keracunan dalam pekerjaan

Industri kimia modern unit produksi besar sudah ada usaha medis untuk mencegah keracunan dalam pekerjaan (poliklinik kesehatan)

Perusahaan kecil (zat wrna) tindakan proteksi kurang

Ahli toksikologi industri harus menggariskan prosedur tindakan perlindungan & pencegahan serta batas toleransi untuk tiap zat racun (harga MACnya harus ditetapkan).

Penyakit kulit dan saluran pernafasan, eksim, pneumokoniosis akibat debu (silikosis, antrakosis, dan asbestosis).

6. TOKSIKOLOGI TIDAK SENGAJA (AKSIDENTAL)

Kecelakaan yang terjadi karena zat beracun & keracunan dengan maksud bunuh diri maupun tujuan kriminal.

7. TOKSIKOLOGI KEDOKTERAN FORENSIK

Mencakup penentuan kadar alkohol dalam nafas/darah

Identifikasi zat yang dicurigai sehubungan dengan obat bius & kasus doping serta identifikasi racun dalam mayat akibat pembunuhan.

8. TOKSIKOLOGI PERANG

Menyangkut pertempuran dengan menggunakan senjata NUBIKA digunakan senyawa yang harus menyingkirkan musuh secara fisika dan/atau psikis.

Ex : penggunaan bom atom di Hiroshima & Nagasaki

Penggunaan racun tanaman secara militer (perontok daun/bahan defoliasi).

Zat yang digunakan untuk membubarkan demonstran (gas air mata).

9. TOKSIKOLOGI SINAR

Akibat penggunaan reaktor nuklir untuk memperoleh energi & penggunaan isotop radioaktif dalam kedokteran dan industri dalam jumlah yang terus meningkat.

10. TOKSIKOLOGI LINGKUNGAN (EKOTOKSIKOLOGI)

Ecotoxicology is concerned with the toxic effects of chemical and phisical agents on living organisms, especially on populations and communities within defined ecosystems, it included the

transfer pathways of those agents and their interaction with the environment (TRUHAUT, 1977).

Tugas seorang ahli ekotoksikologi :

Menentukan data fisiko kimia.

Studi intermedier, monitoring kimiawi terutama studi tentang keadaan suatu bahan kimia di lingkungan.

Studi terhadap efek-efek toksis.

Ex : Asbes yang dibawa pekerja melalui debu menimbulkan penyakit kanker kulit terhadap keluarganya.

RANGKUMAN

Ekotoksikologi merupakan cabang toksikologi yang menguraikan tentang pemaparan tidak sengaja dari jaringan biota (khususnya manusia) dengan polutan zat toksik/bahan kimia di lingkungan, bagaimana perilaku toksikan di berbagai kompartemen lingkungan, dampak yang ditimbulkannya terhadap biota dan lingkungan itu sendiri. Toksikologi diperkenalkan oleh MJB ORFILA seorang berkebangsaan Spanyol yang mempelajari tentang hubungan antara zat-zat kimiawi yang dikenal sebagai racun dengan makhluk hidup, sehingga akhirnya ia dikenal sebagai Bapak Toksikologi. Ekotoksikologi mengidentifikasi berbagai indikator paparan dan gejala atau efeknya terhadap kesehatan lingkungan. Pencegahan keracunan memerlukan perhitungan terhadap toxicity, hazard, risk dan safety. Faktor-faktor yang mempengaruhi toksisitas zat kimia adalah jalur masuk zat toksik, jangka waktu pemaparan dan frekuensi pemaparan. Toksikologi berkaitan dengan ilmu-ilmu lain, seperti biologi, fisika, kimia, imunologi dll. Dalam perkembangannya ada beberapa bidang kajian yang ditelaah dalam toksikologi yaitu lingkungan, ekonomi dan kehakiman.

DAFTAR REFERENSI

Ariens, E.J.E. Mutschler, dan A.M. Simonis. 1994. Pengantar Toksikologi Umum. Penerbit Gadjah Mada University Press. Yogyakarta.

Loomis, T.A. 1978. Toksikologi Dasar. Edisi ketiga. Alih Bahasa Imono Argo Donatus. Penerbit IKIP Semarang Press. Semarang

Lu, F.C. 1995. Toksikologi Dasar. Edisi ke-2. Penerbit UI Press.

Ramade, F. 1987. Ecotoxicology 2nd Ed. Translated by L.J.M. Hodgson. John Wiley & Sons. New York

TES FORMATIF

Cabang toksikologi yang menguraikan tentang paparan zat toksik di lingkungan, perilaku toksikan dan dampaknya terhadap biota dan lingkungan adalah (1) .

Seorang dokter berkebangsaan (2) . yang pertama meneliti hubungan zat-zat kimiawi dengan makhuk hidup yang kemudian dikenal dengan sebutan Bapak Toksikologi adalah (3) .

Penentuan kadar aman suatu zat yang berada dalam lingkungan kerja merupakan salah satu kajian toksikologi bidang (4) .

Besarnya kemungkinan suatu zat kimia menimbulkan keracunan disebut (5) .

Kisaran dosis dari suatu zat kimia yang tidak efektif memberi pengaruh hingga memberikan efek mematikan disebut (6) .

Faktor-faktor yang mempengaruhi toksisitas suatu zat kimia adalah (7) ., (8) . dan (9) .

Proses pengikatan suatu zat kimia lain melalui perlekatan antara permukaan zat tersebut dalam suatu specimen biologi disebut (10) .

KUNCI JAWABAN

(1)

ekotoksikologi / toksikologi lingkungan

(2)

Spanyol

(3)

MJB Orfila

(4)

industri

(5)

risk/resiko

(6)

safety / keamanan

(7)

jalur masuk

(8)

jangka waktu paparan

(9)

frekuensi pemaparan

(10)

adsorbsi