Efek Biologis - Universitas Brawijaya · 2012-12-11 · Efek pada DNA, RNA •DNA : informasi...
Transcript of Efek Biologis - Universitas Brawijaya · 2012-12-11 · Efek pada DNA, RNA •DNA : informasi...
Mobilitas
• Zat yg tidak mobil adalah zat yang mudahteradsorpsi, terdegradasi/transformasi, mengendap dsb
• Mobilitas suatu zat dilihat dari nilaikelarutannya, nilai koefisien distribusitanah/air (Kd), kemampuan xenobiotikuntuk terikat pada materi organik atauhumus (Koc), sifat kepolaran
• Solubilitas > 30 mg/L mudahdileachingdari tanah ke air
• Nilai Kd < 2 mobilitas tinggi
• Koc < 500 mobilitas tinggi
• Hubungan Kd dengan Koc :
[X dalam air]Kd
[X total] - [X dalam air]
KdKoc
% organik karbon dalam sampel
• Zenobiotik bersifat polar mobilitas tinggi
• Regulasi untuk menentukan pestisida dapat masukke air tanah Groundwater ubiquility score (GUS) :
• GUS yg tinggimudah leaching dan masuk ke air tanah
• GUS > 2,8 : zat kimia mudah masuk ke air tanah(mudah leaching)
• GUS 1,8 – 2,8 : zat kimia transisi
• GUS < 1,8 : zat kimia tidak mudah ke air tanah (tidakmudah leaching)
GUS (logt pada tanah)(4-(log Koc)) 12
Persistensi
• Xenobiotik juga berguna sebagai sumber karbon, sumber energi, dll terjadi biodegradasi
• Bila tidak terjadi biodegradasi persisten
• Sifat persisten dapat diperkirakan dari waktuparuhnya
• Waktu paruh > 25 minggu (hidrolisis) persisten
• Waktu paruh > 2-3 minggu di dalam tanahpersisten
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
Mobilitas Koc Persistensi T1/2 (hari)
Tidak mobil >4000 Tidak persisten < 5
Sedikit mobil 4000 – 500 Sedikit persisten 5 – 21
Cukup mobil 499 – 75 Cukup persisten 22 – 60
Mobil 74 – 15 Sangat persisten >60
Sangat mobil < 15
Akumulasi
• Bioakumulasi : pengambilan (uptake) zat kimia darilingkungan oleh makhluk hidup terdapatpencemar dalam organisme dalam konsentrasi jauhlebih besar dari konsentrasi di lingkungannya
• Biokonsentrasi : kasus spesifik dari bioakumulasi, dimana suatu zat yang terlarut secara selektif masukke dalam jaringan organisme dan terkonsentrasimelalui rute selain makanan
• Rasio organik/lingkungan bioakumulasi ygberbahaya
Biokonsentrasi
• Zat masuk dan dikeluarkan melalui prosespasif 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
Prinsip terjadinya efek
• Efek biologis hasil akhir dari interaksifungsi homeostasis dengan xenobiotik
• Efek terjadi akibat interaksi xenobiotikdengan organ target organ target mempunyai reseptor bagi xenobiotik
• Reseptor : tempat yg sensitif terhadapxenobiotik, di mana xenobiotik menempeldan berinteraksi
• Jenis reseptor :
Tipe I : reseptor di permukaan sel
Tipe II : reseptor di dalam sitoplasma
Tipe III : reseptor di dalam inti/nukleus
• Ikatan xenobiotik dengan reseptorikatankovalen, ionik, hidrogen, van der Waals
Efek pada elemen sel
• Efek pada elemen sel dapat terjadi mulai dariportal entri
• Kontak langsung / tak langsung menimbulkanefek ringan (iritasi), sensitasi sampai kerusakanhebat (kematian sel)
• Ex : paparan silikamenyebabkan Silikosis, terjadi fibrosis (kerusakan jaringan ikat ) ygprogresif
Paparan Asbes asbestos dan kanker paru-paru
Efek pada enzim
• Xenobiotik mengganggu kerja enzim
• Ex : insektisida organofosfat menggangguenzim asetilkolinesterase, logam beratmemblocking –SH dalam sistem enzim, menggantikan
Efek pada DNA, RNA
• DNA : informasi genetik yg ada dalam inti sel danberfungsi sebagai cetakan dalam produksi protein atau pembelahan sel, sehingga cetakan yg baruakan sama dengan cetakannya
• Adanya xenobiotik dapat menyebabkan mutasigenetik
• Efek mutasi genetik :
Pada sel genetikmutan
Sel tubuh (somatik) kanker
Sel embrio teratogenesa / cacat bawaan
Efek atas dasar organ target
• Xenobiotik masuk ke tubuh terdistribusisesuai dengan afinitasnya
• Ex : iodium menyerang kelenjar gondok
• Xenobiotik dapat menyerang organ hati, sistem saraf, paru-paru, ginjal, kulit, darah, reproduksi,mata
a. Hepatotoksisiti
• Hepatotoksisiti : keadaan di mana xenobiotikmempunyai daya racun terhadap hati
• Ex : DDT, aflatoksin-B, CCl4, As, Be, Mn, Fe
a. Hepatotoksisiti (cont’d)
• Xenobiotik dapat masuk melalui oral, inhalasiatau dermal
• Xenobiotik masuk ke hati : hasil absorpsiusus lewat pembuluh vena porta
• Xenobiotik akan dimetabolisme, disimpan, dibiotransformasi, dikonyugasi lalu dieksresi
• Apabila xenobiotik tidak dapatdimetabolisme kerusakan sel kanker
b. Neurotoksisiti
• Xenobiotik bersifat toksik pada sistem saraf
• Sistem sarafmentrasmisi impuls lewat selsaraf
• Neurotoksikdikelompokkan menjadi 3 :
• Racun yg mengganggu neuro-transmisi
• Racun yg menyebabkan saraf kekuranganoksigen (hipoksia sampai anoksia)
• Racun yg merusak sistem saraf secara fisik
Racun yg mengganggu sistem saraf :
• Zat yg menghentikan transmisi toksinbotulinum
• Zat yg menyebabkan depolarisasi DDT mendepolarisasi ujung saraf presinaptikberulang dengan meningkatkanpermeabilitas terhadap Na
• Zat stimulan xantine spt kafein mencegahcAMP bertindak sebagai sistem transporaktif Na/K
• Zat depresan (kebalikan stimulan) alkoholmemblokir konduksi impuls denganmengurangi konduktivitas Na, dan K
• Zat sbg antagonis reseptormencegahneurotransmiter untuk mengaktivasireseptor dan memulai impuls, ex : atropin
• Zat antikolinesterasemenghambat sarafkolinergik, ex : organoklorin
Racun perusak sel saraf :
• Merusak lapisan mielin
Mielin sebagai insulator saraf sehinggaimpuls 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
c. Pneumotoksisiti
• Pneumotoksisiti : keadaan di manaxenobiotik bersifat toksik terhadap sistempernapasan
• Ex : gas klorin, Nox, Sox, Cd, Ni, Hg, Cr, aseton, CO, nikotin, HCN, As, Pb, fenol, dll
d. Nefrotoksisiti
• Nefrotoksisiti : keadaan di mana xenobiotikbersifat toksik terhadap organ ginjal
• Ex : As, Cd, Cr, Pb, Hg, antibiotik, analgetik, dll
• Zat nefrotoksik dibagi 2 :
Nefrotoksikan primer merusak ginjal tanpaterjadi bioaktivasi atau biotransformasi, ex : garam merkuri
Nefrotoksikan sekundermerusak ginjalsetelah mengalami biotransformasi menjadilebih toksik, ex : trikloroetilen
e. Dermatotoksisiti
• Dermatoksisiti : keadaan di mana xenobiotik bersifattoksik terhadap kulit
• Kulit merupakan membran semipermeable, ygberfungsi 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
f. Teratogenesis & Reproduktifitoksisiti
• Teratogenesis : toksistas terhadap janin kelainanstruktur maupun fungsi tubuh yg reversibel / irreversibel oleh faktor lingkungan yang menggangguperkembangan 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 berpengaruhterhadap alat reproduksi, ex: metil klorida, imidazole, dll
g. Hematoksisiti
• Hematoksisiti : toksisitas terhadap sistemhematopoetik (sistem pembentuk sel darahdan berfungsi dalam respirasi seluler)
• Penyebab :
Berkurangnyatrombosit/trombositpenia aspirin, benzena, Hg, paracetamol, DDT, dll
• Penyebab (cont’d) :
Hilangnya sel darah putih ygpolimorfonyklear
Tidak terbentuknya sel darah/apiatikanemia dan pansitopenia aspirin, CCL4, klordane, Au, hidrokuinon, dll
Anemia hemolitik insektisida, insulin, penicilin, dll
Leukemia radiasi pengion, benzena, dll
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 padainsektisida, dll
• Racun perusak sel saraf dan serabut sarafmetanol penyebab kebutaan, talium, As pentavalen, kina, Hg organik
Efek berdasarkan gejala
• Fibrosis terbentuknya jaringan ikat ygberlebihan dan pada tempat yg tidak normal
• Granuloma kelainan jaringan ygberbentuk jaringan radang kronis, sehinggatampak merah dan bonjol2
• Demam
• Asfiksiakeadaan di mana darah danjaringan tubuh kekurangan oksigendan tidakdapat membuang CO2